CN110230915A - 一种液化天然气冷箱预冷装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及天然气生产技术领域,公开了一种液化天然气冷箱预冷装置,包括冷箱,所述冷箱内设有依次连通的液化天然气流路系统以及放空天然气流路系统,所述液化天然气流路系统上设有液化热交换组件,所述放空天然气流路系统上设有用于与液化热交换组件进行热交换的放空气热交换组件,通过液化天然气流路系统的液化热交换组件与放空天然气流路系统上的放空气热交换组件进行热交换,充分利用了常温天然气和尚未被完全液化的天然气两者的特性,节约了能源,提高了整体效益。
Description
技术领域
本发明涉及液化天然气生产技术领域,具体涉及一种液化天然气冷箱预冷装置。
背景技术
液化天然气冷箱是液化天然气装置中用来实现原料天然气与冷剂之间的热量交换的换热设备。
现有技术中,液化天然气冷箱在启动降温过程中,天然气产品尚未完全液化,需自冷箱产品出口管道持续小流量放空处理,由于尚未被完全液化的天然气温度非常低,考虑到安全因素在此过程中需外接热源进行复温处理,造成冷能的浪费。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种液化天然气冷箱预冷装置,通过液化天然气流路系统的液化热交换组件与放空天然气流路系统上的放空气热交换组件进行热交换,充分利用了常温天然气和尚未被完全液化的天然气两者的特性,节约了能源,提高了整体效益。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种液化天然气冷箱预冷装置,包括冷箱本体9,所述冷箱本体内设有连通的液化天然气流路系统以及放空天然气流路系统,所述液化天然气流路系统上设有液化热交换组件,所述放空天然气流路系统上设有用于与液化热交换组件进行热交换的放空气热交换组件。
进一步地,所述液化热交换组件包括依次连通的前液化换热器以及后液化换热器,所述放空气热交换组件包括依次连通的前放空气换热器以及后放空气换热器,所述前放空气换热器用于与后液化换热器进行热交换,所述后放空气换热器用于与前液化换热器进行热交换。
进一步地,所述液化热交换组件包括依次连通的前液化换热器以及后液化换热器,所述放空气热交换组件为放空气换热器,所述放空气换热器用于与前液化换热器和后液化换热器进行热交换。
进一步地,所述前液化换热器以及后液化换热器之间设有气液分离器,所述气液分离器用于分离天然气中的重烃杂质,所述前液化换热器、气液分离器以及后液化换热器依次连通。
进一步地,所述气液分离器上连通有低温天然气输送管道,所述低温天然气输送管道与后液化换热器相连通。
进一步地,所述后液化换热器远离气液分离器一端连通有液化输送管道,所述液化输送管道上连通有放空气输送管道,所述放空气输送管道远离液化输送管道的一端与放空气热交换组件相连通。
进一步地,所述气液分离器连通有重烃排放管道,所述重烃排放管道用于输送气液分离器中的重烃杂质。
进一步地,所述前液化换热器两端连通有复温气体管道,所述复温气体管道用于通入热态气体或常温气体。
进一步地,所述前液化换热器靠近气液分离器一端连通第一排放管道,所述后液化换热器远离气液分离器一端连通有第二排放管道,所述第一排放管道和第二排放管道用于排出被冻堵的冷箱经复热后产生的液态重烃或液态水
与现有技术相比,本发明的有益技术效果是:
1.液化天然气冷箱在开启后的一段时间内,天然气无法被完全液化,需要将尚未被完全液化的天然气进行放空处理,此时的天然气温度非常低,直接排出会造成人员伤害和爆炸危险,由于温度较低的天然气无法使用火炬燃烧,需要外接热源进行升温处理,本发明利用液化天然气流路系统的液化热交换组件与放空天然气流路系统上的放空气热交换组件进行热交换,常温天然气获得了放空天然气的冷能,在进一步液化处理时,需要的冷能减少,节约了能源,放空天然气获得了常温天然气的热能,温度提升后可以通入火炬进行燃烧,无需外部热源,充分利用了现有资源,节约了能源,提高了生产效益。
2.液化天然气冷箱运行过程中如果发生冻堵,需要停机进行复温处理,在前液化换热器两端连通有复温气体管道,复温气体通入复温气体管道并持续流经气液分离器、前液化换热器和后液化换热器,产生冻堵的固态水或重烃经复温处理后变成液态或气态物质,经以重烃排放管道、第一排放管道和第二排放管道排出,可以达到快速消除冷箱冻堵的目的,提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
如图1所示,一种液化天然气冷箱预冷装置,包括冷箱本体9,所述冷箱本体内设有连通的液化天然气流路系统以及放空天然气流路系统,所述液化天然气流路系统上设有液化热交换组件,所述放空天然气流路系统上设有用于与液化热交换组件进行热交换的放空气热交换组件,液化天然气冷箱在开启后的一段时间内,天然气无法被完全液化,需要将尚未被完全液化的天然气进行放空处理,此时的天然气温度非常低,直接排出会造成人员伤害和爆炸危险,由于温度较低的天然气无法使用火炬燃烧,需要外接热源进行升温处理,本发明利用液化天然气流路系统的液化热交换组件与放空天然气流路系统上的放空气热交换组件进行热交换,常温天然气获得了放空天然气的冷能,在进一步液化处理时,需要的冷能减少,节约了能源,放空天然气获得了常温天然气的热能,温度提升后可以通入火炬进行燃烧,无需外部热源,充分利用了现有资源,节约了能源,提高了生产效益。
如图1所示,所述液化热交换组件包括依次连通的前液化换热器10以及后液化换热器11,所述放空气热交换组件有两种实施方式,第一种实施方式为:所述放空气热交换组件为放空气换热器8,所述放空气换热器用于与前液化换热器10和后液化换热器11进行热交换;第二种实施方式为:所述放空气热交换组件包括依次连通的前放空气换热器以及后放空气换热器,所述前放空气换热器用于与后液化换热器进行热交换,所述后放空气换热器用于与前液化换热器进行热交换。
如图1所示,所述前液化换热器10以及后液化换热器11之间设有气液分离器4,所述气液分离器用于分离天然气中的重烃杂质,所述前液化换热器、气液分离器以及后液化换热器依次连通;所述气液分离器4连通有重烃排放管道5,所述重烃排放管道用于输送气液分离器中的重烃杂质;前液化换热器远离气液分离器一端连用有天然气原料管道2,天然气原料管道中通入常温天然气,常温天然气经过前液化换热器后形成液相重烃和气相低温天然气,两者进入气液分离器后,液相重烃经重烃排放管5道排出,气相低温天然气经低温天然气输送管道14输送至后液化换热器11,气液分离器可将天然气中的重烃杂质分离排出。
如图1所示,所述气液分离器上连通有低温天然气输送管道14,所述低温天然气输送管道与后液化换热器11相连通;所述后液化换热器远离气液分离器一端连通有液化输送管道6,所述液化输送管道上连通有放空气输送管道7,所述放空气输送管道远离液化输送管道的一端与放空气热交换组件相连通,设备稳定运行时,低温天然气经低温天然气输送管道进入后液化换热器,经后液化换热器后形成液相天然气输送到液化输送管道6;设备刚开启时达不到天然气液化温度,此时低温天然气经过后液化换热器11后进一步下降,但仍未被液化,此时需要将液化输送管道关闭,将低温天然气通入放空气输送管道7,此时的低温天然气温度过低,如果直接通入燃料系统或者火炬中,会使燃料系统和火炬熄灭,将低温天然气通入放空气热交换组件,低温天然气经放空气热交换组件与液化热交换组件进行热交换,由于前液化换热器中的常温天然气温度较高,可以提升放空气热交换组件中低温天然气的温度,放空气热交换组件中的低温天然气温度提升后可通入燃料系统或者火炬。
如图1所示,所述前液化换热器两端连通有复温气体管道1,所述复温气体管道用于通入热态复温气体;所述前液化换热器靠近气液分离器4一端连通第一排放管道13,所述后液化换热器远离气液分离器一端连通有第二排放管道12,所述第一排放管道13和第二排放管道12用于排出被冻堵的冷箱经复热后产生的重烃或液态水,液化天然气冷箱在运行过程中如果发生冻堵,需要停机消除冻堵,在液化换热器两端连通有复温气体管道,复温气体通入复温气体管道后持续流经前液化换热器、气液分离器以及后液化换热器,产生冻堵的固态水或重烃经复温处理后变成液态或气态物质,经以重烃排放管道、第一排放管道和第二排放管道排出,可以达到快速消除冷箱冻堵的目的,提高了生产效率。
本发明工作原理如下:设备启动后的一段时间内,常温天然气从天然气原料管道2中通入,常温天然气通入前液化换热器10以及后液化换热器11中,冷箱中设有冷源,冷源降低前液化天然气和后液化天然气中天然气的温度,但不足以使天然气液化,此时低温天然气经液化输送管道6和放空气输送管道7进入放空气换热器,放空气换热器8会与前液化换热器10以及后液化换热器11产生热交换,前液化换热器和后液化换热器获得冷能,放空气换热器获得热能,放空气换热器中的低温天然气温度提升后通入燃料系统或者火炬中,前液化换热器的常温天然气温度进一步降低,节约了能源,提高了设备效益;设备稳定运行后,关闭放空天然气流路系统,常温天然气经天然气原料管道进入前液化换热器,常温天然气在前液化换热器中受冷形成液相重烃和气相低温天然气,两者进入气液分离器后,液相重烃经重烃排放管道5排出,气相低温天然气经低温天然气输送管道14输送至后液化换热器11,气液分离器可将天然气中的重烃杂质分离排出,气相低温天然气在后液化换热器中再次受冷形成液化天然气,并输送到液化输送管道6;当冷箱中产生冻堵时,将设备停机,从复温气体管道1中通入常温气体或加热气体,复温气体流经前液化换热器10、气液分离器4以及后液化换热器11,为冷箱提供热量,消除冻堵,冻堵消除后形成的液态重烃、液态水会通过重烃排放管道5、第一排放管道13和第二排放管道12排出,冻堵消除后重新开机运行。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内,不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种液化天然气冷箱预冷装置,包括冷箱本体(9),其特征在于,所述冷箱本体内设有连通的液化天然气流路系统以及放空天然气流路系统,所述液化天然气流路系统上设有液化热交换组件,所述放空天然气流路系统上设有用于与液化热交换组件进行热交换的放空气热交换组件。
2.根据权利要求1所述的液化天然气冷箱预冷装置,其特征在于:所述液化热交换组件包括依次连通的前液化换热器(10)以及后液化换热器(11),所述放空气热交换组件包括依次连通的前放空气换热器以及后放空气换热器,所述前放空气换热器用于与后液化换热器(11)进行热交换,所述后放空气换热器用于与前液化换热器(10)进行热交换。
3.根据权利要求1所述的液化天然气冷箱预冷装置,其特征在于:所述液化热交换组件包括依次连通的前液化换热器(10)以及后液化换热器(11),所述放空气热交换组件为放空气换热器(8),所述放空气换热器用于与前液化换热器(10)和后液化换热器(11)进行热交换。
4.根据权利要求2或3所述的液化天然气冷箱预冷装置,其特征在于:所述前液化换热器(10)以及后液化换热器(11)之间设有气液分离器(4),所述气液分离器用于分离天然气中的重烃杂质,所述前液化换热器、气液分离器以及后液化换热器依次连通。
5.根据权利要求4所述的液化天然气冷箱预冷装置,其特征在于:所述气液分离器上连通有低温天然气输送管道(14),所述低温天然气输送管道与后液化换热器(11)相连通。
6.根据权利要求4所述的液化天然气冷箱预冷装置,其特征在于:所述后液化换热器远离气液分离器一端连通有液化输送管道(6),所述液化输送管道上连通有放空气输送管道(7),所述放空气输送管道远离液化输送管道的一端与放空气热交换组件相连通。
7.根据权利要求4所述的液化天然气冷箱预冷装置,其特征在于:所述气液分离器(4)连通有重烃排放管道(5),所述重烃排放管道用于输送气液分离器中的重烃杂质。
8.根据权利要求2或3所述的液化天然气冷箱预冷装置,其特征在于:所述前液化换热器两端连通有复温气体管道(1),所述复温气体管道用于通入热态气体或常温气体。
9.根据权利要求4所述的液化天然气冷箱预冷装置,其特征在于:所述前液化换热器靠近气液分离器(4)一端连通第一排放管道(13),所述后液化换热器远离气液分离器一端连通有第二排放管道(12),所述第一排放管道(13)和第二排放管道(12)用于排出被冻堵的冷箱经复热后产生的液态重烃或液态水。
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