CN109630877A - 一种lng再气化系统及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LNG再气化系统及工作方法，其系统包括LNG‑丙烷换热子系统、丙烷‑空气换热子系统。为设计一种结构简单性能可靠的LNG再气化系统，本发明将LNG通过潜液泵增压至超临界状态，通过超临界流体气化器，利用丙烷为中间介质，以空气为热源，将LNG加热成为天然气。本发明利用超临界流体气化器效率高、结构紧凑的优势，充分利用空气热源，并且通过丙烷作为换热中间介质，缓解结霜问题，具有结构简单、适用性广、传热效率高和成本低等特点。

Description

一种LNG再气化系统及工作方法
技术领域
本发明涉及一种LNG再气化系统及工作方法，属于LNG气化领域。
背景技术
随着全球经济的发展，全球性石油资源的紧缺以及环境污染问题的日益严重，因此，人类对于燃烧性好、污染小的天然气的需求量急剧增长，但是由于常温下天然气为气体，体积大，密度小，不便于贮存和远距离运输，因此一般采用先将其转变为-163℃低温液体LNG(liquefied natural gas，液化天然气)，然后贮存和远距离运输。因此在使用LNG之前，需要采用气化系统实现将-163℃左右温度的LNG提高到5℃左右的NG(natural gas，天然气)。
目前，对于LNG的气化系统优化创新主要在于提高气化效率。申请号为201020586953.0的专利公开了一种集增压、气化于一体的LNG气化系统。为解决将LNG储罐内的LNG引入气化器时，储罐内压力无法满足出液压力需求这一问题，该系统通过将气化器过冷段的天然气引回储罐上部空间，对罐内LNG进行增压，省去增压器，节约系统成本，降低系统复杂度。这种解决方案虽解结构简单，但是由于系统出液靠自增压系统，会导致导致流量不稳，流量小，而且由于气化压力低，难以满足气化工艺。另外由于直接利用空气换热，系统气化性能不能保持稳定。
与之类似的申请号为201610106100.1的专利，公开了一种利用地热能的喷气式LNG气化系统，该系统利用LNG与丙烷在气化器内换热，丙烷在地埋管换热器内与土壤进行相变换热，提高换热效率，并且通过优化LNG喷射喷头等气化器内部结构提高气化效率，降低系统能耗，系统结构紧凑，气化效率较高。系统中只有向土壤蓄冷，但并没有取冷过程，系统运行时蓄冷会越来越差，直至一个临界值，此时土壤蓄冷能力极差。另外，由于系统中包含地下埋管部分，工程量大，这会导致系统的初投资较高，检修困难。
发明内容
本发明专利目的是针对上述现有技术的缺陷和问题，提供了一种LNG再气化系统及工艺。
为设计一种结构简单性能可靠的LNG再气化系统，本发明将LNG通过潜液泵增压至超临界状态，通过超临界流体气化器，利用丙烷为中间介质，以空气为热源，将LNG加热成为天然气。
本发明利用超临界流体气化器效率高、结构紧凑的优势，充分利用空气热源，通过丙烷作为换热中间介质，缓解结霜问题，具有结构简单、适用性广、传热效率高和成本低等特点。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种LNG再气化系统及工作方法，包括LNG-丙烷换热子系统和丙烷-空气换热子系统，其中，所述LNG-丙烷换热子系统由LNG储液罐1，潜液泵2，稳压罐3进口a，出口b，超临界流体气化器5进口c，出口d，再热器7进口e、气体出口f，LNG储气罐9通过管道依次连接构成；所述丙烷-空气换热子系统由超临界流体气化器5出口g，丙烷气液分离器10进口i、出口j，超临界流体气化器5进口h通过管道依次连接构成；同时所述丙烷气液分离器10出口l还通过管道与循环泵12进口n、出口m，空气换热器13进口o、出口p，丙烷气液分离器10进口k依次相连通。
进一步，所述超临界流体气化器5为印刷板式换热器；超临界流体气化器5进口c，出口d为冷流体通道，冷流体为LNG；超临界流体气化器5进口h，出口g为热流体通道，热流体为液态丙烷。
进一步，所述稳压罐3出口b与超临界流体气化器5进口c之间还采用管道连接有压力表4；所述超临界流体气化器5出口g与丙烷气液分离器10进口i之间还采用管道连接有第二流量表11；所述再热器7出口f与储气罐9之间还采用管道连接有电磁阀8；所述超临界流体气化器5出口d与再热器7进口e之间还采用管道连接有第一流量表6。
进一步，所述丙烷气液分离器10进口i所连接的管道接入丙烷气液分离器10内部，管道出口低于丙烷气液分离器10内丙烷液面；所述丙烷气液分离器10出口j所连接的管道接入丙烷气液分离器10内部，管道出口高于丙烷气液分离器10内丙烷液面。
进一步，所述所述丙烷气液分离器10进口k所连接的管道接入丙烷气液分离器10内部，管道出口高于丙烷气液分离器10内丙烷液面；所述丙烷气液分离器10出口l所连接的管道接入丙烷气液分离器10内部，管道出口低于于丙烷气液分离器10内丙烷液面。
进一步，所述再热器7为空温式换热器，热源为空气源。
进一步，所述潜液泵2放置于LNG储液罐1内部并且低于LNG液面高度。
本发明的一种LNG再气化系统的工作方法，所述工作方法包括以下两种工作方式：LNG-丙烷换热子系统的工作方法和丙烷-空气换热子系统的工作方法；
A、LNG-丙烷换热子系统的工作方式：LNG储液罐1内-160℃的LNG经潜液泵2加压至超临界状态，利用超临界流体的特殊物性可以提高换热效率。超临界LNG随后然后进入稳压罐3，保证气化前的压力稳定，随后进入超临界流体气化器5与液态丙烷换热，利用丙烷相变换热可以大大提高换热效率，然后经再热器7与空气换热，再热后进入储气罐9中；
B、丙烷-空气换热子系统的工作方式：丙烷气液分离器10内的丙烷液体经超临界流体气化器5进口h进入超临界流体气化器5与超临界LNG换热后相变气化，随后丙烷气体经超临界流体气化器5出口g回到丙烷气液分离器10，在循环泵12的带动下由丙烷气液分离器10出口l进入空气换热器13与空气换热，液化后经丙烷气液分离器10进口k进入丙烷气液分离器10。
附图说明
图1为本发明实施例的构造示意图。
图中：1.LNG储液罐、2.潜液泵、3.稳压罐、4.压力表、5.超临界流体气化器、6.第一流量表、7.再热器、8.电磁阀、9.储气罐、10.丙烷气液分离器、11第二流量表、12.循环泵、13.空气换热器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示：为本发明的一种LNG再气化系统，包括LNG-丙烷换热子系统和丙烷-空气换热子系统，其中，所述LNG-丙烷换热子系统由LNG储液罐1，潜液泵2，稳压罐3进口a，出口b，超临界流体气化器5进口c，出口d，再热器7进口e、气体出口f，LNG储气罐9通过管道依次连接构成；所述丙烷-空气换热子系统由超临界流体气化器5出口g，丙烷气液分离器10进口i、出口j，超临界流体气化器5进口h通过管道依次连接构成；同时所述丙烷气液分离器10出口l还通过管道与循环泵12进口n、出口m，空气换热器13进口o、出口p，丙烷气液分离器10进口k依次相连通。
所述超临界流体气化器5为印刷板式换热器；超临界流体气化器5进口c，出口d为冷流体通道，冷流体为LNG；超临界流体气化器5进口h，出口g为热流体通道，热流体为液态丙烷。
所述稳压罐3出口b与超临界流体气化器5进口c之间还采用管道连接有压力表4；所述超临界流体气化器5出口g与丙烷气液分离器10进口i之间还采用管道连接有第二流量表11；所述再热器7出口f与储气罐9之间还采用管道连接有电磁阀8；所述超临界流体气化器5出口d与再热器7进口e之间还采用管道连接有第一流量表6。
所述丙烷气液分离器10进口i所连接的管道接入丙烷气液分离器10内部，管道出口低于丙烷气液分离器10内丙烷液面；所述丙烷气液分离器10出口j所连接的管道接入丙烷气液分离器10内部，管道出口高于丙烷气液分离器10内丙烷液面。
所述所述丙烷气液分离器10进口k所连接的管道接入丙烷气液分离器10内部，管道出口高于丙烷气液分离器10内丙烷液面；所述丙烷气液分离器10出口l所连接的管道接入丙烷气液分离器10内部，管道出口低于于丙烷气液分离器10内丙烷液面。
所述再热器7为空温式换热器，热源为空气源。
所述潜液泵2放置于LNG储液罐1内部并且低于LNG液面高度。
本发明的一种LNG再气化系统的工作方法，所述工作方法包括以下两种工作方式：
(1)LNG-丙烷换热子系统的工作方式：LNG储液罐1内-160℃的LNG经潜液泵2加压至超临界状态，利用超临界流体的特殊物性来提高LNG的换热效率。超临界LNG随后然后进入稳压罐3稳定压力，观察压力表4确保进入超临界流体气化器5气化前的入口压力达到要求，随然后超临界LNG进入超临界流体气化器5与液态丙烷换热，利用丙烷相变换热可以大大提高换热效率然后经再热器7与空气换热，再热后进入储气罐9中；
(2)丙烷-空气换热子系统的工作方式：丙烷气液分离器10内的丙烷液体经超临界流体气化器5进口h进入超临界流体气化器5与超临界LNG换热后相变气化，随后丙烷气体经超临界流体气化器5出口g回到丙烷气液分离器10，在循环泵12的带动下由丙烷气液分离器10出口l进入空气换热器13与空气换热，液化后经丙烷气液分离器10进口k进入丙烷气液分离器10。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方法，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的发明范围内。

Claims (8)

1.一种LNG再气化系统，其特征在于：由LNG-丙烷换热子系统、丙烷-空气换热子系统构成；其中，所述LNG-丙烷换热子系统由LNG储液罐(1)，潜液泵(2)，稳压罐(3)进口a，出口b，超临界流体气化器(5)进口c，出口d，再热器(7)进口e、气体出口f，LNG储气罐(9)通过管道依次连接构成；所述丙烷-空气换热子系统由超临界流体气化器(5)出口g，丙烷气液分离器(10)进口i、出口j，超临界流体气化器(5)进口h通过管道依次连接构成；同时所述丙烷气液分离器(10)出口l还通过管道与循环泵(12)进口n、出口m，空气换热器(13)进口o、出口p，丙烷气液分离器(10)进口k依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种LNG再气化系统，其特征在于：所述超临界流体气化器(5)为印刷板式换热器；超临界流体气化器(5)进口c，出口d为冷流体通道，冷流体为LNG；超临界流体气化器(5)进口h，出口g为热流体通道，热流体为液态丙烷。
3.根据权利要求1所述的一种LNG再气化系统，其特征在于：所述稳压罐(3)出口b与超临界流体气化器(5)进口c之间还采用管道连接有压力表(4)；所述超临界流体气化器(5)出口g与丙烷气液分离器(10)进口i之间还采用管道连接有第二流量表(11)；所述再热器(7)出口f与储气罐(9)之间还采用管道连接有电磁阀(8)；所述超临界流体气化器(5)出口d与再热器(7)进口e之间还采用管道连接有第一流量表(6)。
4.根据权利要求1所述的一种LNG再气化系统，其特征在于：所述丙烷气液分离器(10)进口i所连接的管道接入丙烷气液分离器(10)内部，管道出口低于丙烷气液分离器(10)内丙烷液面；所述丙烷气液分离器(10)出口j所连接的管道接入丙烷气液分离器(10)内部，管道出口高于丙烷气液分离器(10)内丙烷液面。
5.根据权利要求1所述的一种LNG再气化系统，其特征在于：所述所述丙烷气液分离器(10)进口k所连接的管道接入丙烷气液分离器(10)内部，管道出口高于丙烷气液分离器(10)内丙烷液面；所述丙烷气液分离器(10)出口l所连接的管道接入丙烷气液分离器(10)内部，管道出口低于于丙烷气液分离器(10)内丙烷液面。
6.根据权利要求1所述的一种LNG再气化系统，其特征在于：所述再热器(7)为空温式换热器，热源为空气源。
7.根据权利要求1所述的一种LNG再气化系统，其特征在于：所述潜液泵(2)放置于LNG储液罐(1)内部并且低于LNG液面高度。
8.根据权利要求1-7所述的一种LNG再气化系统的工作方法，其特征在于：所述方法包括以下两种工作方式：
A、LNG-丙烷换热子系统的工作方式：LNG储液罐(1)内的LNG经潜液泵(2)加压至超临界状态，然后进入稳压罐(3)稳定压力后，进入超临界流体气化器(5)与丙烷换热，经再热器(7)再热后进入储气罐(9)；
B、丙烷-空气换热子系统的工作方式：丙烷气液分离器(10)内的丙烷液体经超临界流体气化器(5)进口h进入超临界流体气化器(5)与超临界LNG换热后变为丙烷气体，随后丙烷气体经超临界流体气化器(5)出口g回到丙烷气液分离器(10)，在循环泵(12)的带动下由丙烷气液分离器(10)出口l进入空气换热器(13)与空气换热，液化后经丙烷气液分离器(10)进口k进入丙烷气液分离器(10)。
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