CN201569239U - 一种利用液化天然气冷能制冷的冷库运行装置 - Google Patents

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徐文东
郑惠平
樊栓狮
边海军
林光亮
李辉
刘宗斌
张青
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Abstract

本实用新型公开了一种利用液化天然气冷能制冷的冷库运行装置，包括LNG气化系统、低压氨制冷循环系统和电压缩氨制冷循环系统，通过保温输送管线将LNG储罐和空气气化器相连，再通过常温输送管线将空气气化器和调压阀相连，通过保温输送管线将冷库、换热器、液氨收集罐、离心泵、流量计和调压阀连接到冷库构成循环，在不影响LNG卫星站正常运行的前提下，分出一部分LNG为冷库供冷；在传统电压缩氨制冷的基础上另建一个低压液氨制冷循环，一方面节约了传统电压缩氨制冷的耗电量，另一方面回收了LNG气化时释放的冷能，提高了卫星站的冷能利用率，对于实现节能减排的目标具有重大的意义。

Description

一种利用液化天然气冷能制冷的冷库运行装置
技术领域
本实用新型属于制冷技术领域，具体涉及一种利用液化天然气冷能制冷的冷库运行装置。
背景技术
液化天然气(LNG)常压下为-162℃的超低温液体。LNG生产的动力消耗约为850kWh/t，在接收终端1.0t LNG汽化大约可释放出230～240kWh的冷量。每生产1吨LNG耗电量为850kWh，如果LNG冷能得以充分利用，则按照0.7元/度的电价用于深冷项目计算，-162℃的LNG冷能价值约420元/吨。其经济效益和社会效益相当可观。
专利JP2007298215-A以丁烷为冷媒回收LNG冷能，通过丁烷将乙醇水溶液冷却的方式将冷能储存起来，避免了LNG冷能的浪费，但并没有提出将该冷能用于具体的冷量用户，需要储冷装置，且存在冷量储存与使用的不同步性。
冷库运行管理中，主要的成本是电力消耗，约占成本的25％～30％或更多。为降低冷库的电耗，专利CN 2337482Y公开了一种液化气体制冷装置，采用无任何污染源和污染物的-200℃左右的低温液化气体为制冷剂，结构简单，设备投资少，制冷效果好，但并未明确指出该液化气体为哪种气体。
在降低冷库电耗的同时，考虑到LNG冷能的不充分利用，出现了将二者结合起来的技术。专利CN2758674Y采用R410A为制冷剂回收LNG冷能用于冷库制冷，具有将LNG冷能用于冷库制冷技术的普遍优势，但该装置未设置备用的制冷系统，缺乏较强的事故调节能力，同时制冷剂R410A在我国市场占有率低，竞争力弱。
实用新型内容
本实用新型目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种利用液化天然气冷能制冷的冷库运行装置，该装置包括三个系统：LNG气化系统、低压氨制冷循环系统和电压缩氨制冷循环系统，其中电压缩氨制冷系统可作为备用调节系统，可单独满足冷库的制冷需求，当低压氨制冷循环系统出现故障时，可启动该系统为冷库供冷；当LNG供量不足时，启动电压缩氨制冷循环系统，两个系统同时向冷库供冷。目的在于提高LNG的冷能利用率，同时降低冷库的能耗。
本实用新型目的通过以下技术方案来实现：
本实用新型包括三个系统：LNG气化系统、低压氨制冷循环系统和电压缩氨制冷循环系统：LNG气化系统包括LNG储罐1、空气气化器2、调压阀21，通过保温输送管线将LNG储罐1和空气气化器2相连，再通过常温输送管线将空气气化器2和调压阀21相连；低压氨制冷循环系统包括冷库3、换热器4、液氨收集罐6、离心泵11、流量计7和调压阀22，通过保温输送管线将冷库3、换热器4、液氨收集罐6、离心泵11、流量计7和调压阀22连接到冷库3构成循环。所述的电压缩氨制冷循环系统包括冷库3、换热器8、压缩机9、液氨储罐10和调压阀23，通过保温输送管线将冷库3、换热器8和压缩机9依次相连，通过保温输送管线将液氨储罐10连接到换热器8，再将换热器8和调压阀23连接到冷库3构成循环。
本实用新型装置的工作原理如下：
LNG气化系统过程如下：从LNG储罐出来的c股LNG直接进入空气气化器2气化为25℃的天然气，与来自低压氨循环系统的天然气混合后经调压阀21降压至0.3～0.35MPa后，进入城市管网；低压氨制冷循环系统过程如下：从冷库3中出来的a股氨气进入换热器4与-162℃的d股LNG换热后冷凝为-40℃，0.1MPa的液氨，进入液氨收集罐6，然后经离心泵11加压至0.4～0.6MPa左右，再经调压阀22将其压力降为0.15MPa后，送入冷库3制冷；电压缩氨制冷循环系统过程如下：从冷库3中出来的b股氨气进入换热器8与冷却水换热，然后经压缩机9压缩至1.4MPa(这时温度为126℃左右)，然后再送回换热器8，经冷却水冷凝为35℃的液氨，经调压阀23调压至0.15MPa后，送入冷库3制冷。其中电压缩氨制冷系统可作为备用调节系统，可单独满足冷库的制冷需求；当LNG供量不足时，打开阀门(18、19)，启动电压缩氨制冷循环系统，两个系统同时向冷库供冷。
本实用新型相对于现有技术所具有以下优点：
(1)在冷库原有的电压缩氨制冷循环系统中加入低压氨制冷循环系统，提高了LNG卫星站冷能利用率，同时降低了原有冷库的电力消耗，体现了节能降耗的要求；
(2)系统具有稳定性：两个制冷循环系统的存在，使得事故调节易于进行；
(3)增加低压氨制冷循环系统，并不影响卫星站的正常运行。
附图说明
图1为本实用新型的利用液化天然气冷能制冷的冷库运行装置；
其中，1为LNG储罐；2为空气气化器；5为第二空气气化器；3为冷库；4和8为换热器；6为液氨收集罐；7为流量计；9为压缩机；10为液氨储罐；11为离心泵；12为压力传感器；13为温度传感器；14-20为阀门；21-23为调压阀；
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括三个系统：LNG气化系统、低压氨制冷循环系统和电压缩氨制冷循环系统：LNG气化系统包括LNG储罐1、空气气化器2、调压阀21，通过保温输送管线将LNG储罐1和空气气化器2相连，再通过常温输送管线将空气气化器2和调压阀21相连；低压氨制冷循环系统包括冷库3、换热器4、液氨收集罐6、离心泵11、流量计7和调压阀22，通过保温输送管线将冷库3、换热器4、液氨收集罐6、离心泵11、流量计7和调压阀22连接到冷库3构成循环。电压缩氨制冷循环系统包括冷库3、换热器8、压缩机9、液氨储罐10和调压阀23，通过保温输送管线将冷库3、换热器8和压缩机9依次相连，通过保温输送管线将液氨储罐10连接到换热器8，再将换热器8和调压阀23连接到冷库3构成循环。
在LNG卫星站，从LNG储罐1中出来的-162℃，0.4～0.6MPa的LNG分成c、d两股，c股LNG进入空气气化器2气化为25℃的天然气，经调压阀21调压至0.3～0.35MPa后，进入城市管网，完成LNG的气化。d股LNG进入换热器4中与来自冷库3的-20℃，0.1MPa的a股氨气换热后，变为-25～-30℃的天然气，经第二空气气化器5升温为25℃的天然气后，与LNG气化系统中的25℃的天然气混合，再经调压阀21调压至0.3～0.35MPa后，送入城市管网；同时，氨气被冷凝为-40℃的液氨后进入液氨收集罐6，经离心泵11加压至0.4～0.6.MPa后再经调压阀22降压至0.15Mpa，最后送入冷库3制冷，完成低压氨制冷循环。
当冷库3的需冷量较大，或LNG量供应不足时，为满足要求，在进行低压氨制冷循环的同时，打开阀门(18、19)，开启电压缩氨制冷循环系统，该系统冷凝后的液氨经调压阀23调压至0.15MPa后，与来自低压氨制冷循环中经调压阀22调压后的液氨混合，最后进入冷库制冷。
以日平均供气量3×104Nm3/d为基准计算，LNG流量1050Kg/h，液氨流量550Kg/h，该系统总投资100万元左右，供冷温度-40℃～-20℃，供冷负荷224kW，每天可供冷总量为5370kWh，其价值为0.394元/kWh，每年节电效益可达70余万元。

Claims (1)

1.一种利用液化天然气冷能制冷的冷库运行装置，其特征在于，包括三个系统：LNG气化系统、低压氨制冷循环系统和电压缩氨制冷循环系统；所述的LNG气化系统包括LNG储罐(1)、空气气化器(2)、调压阀(21)，通过保温输送管线将LNG储罐(1)和空气气化器(2)相连，再通过常温输送管线将空气气化器(2)和调压阀(21)相连，所述的低压氨制冷循环系统包括冷库(3)、换热器(4)、液氨收集罐(6)、离心泵(11)、流量计(7)和调压阀(22)，通过保温输送管线将冷库(3)、换热器(4)、液氨收集罐(6)、离心泵(11)、流量计(7)和调压阀(22)连接到冷库(3)构成循环，所述的电压缩氨制冷循环系统包括冷库(3)、换热器(8)、压缩机(9)、液氨储罐(10)和调压阀(23)，通过保温输送管线将冷库(3)、换热器(8)和压缩机(9)依次相连，通过保温输送管线将液氨储罐(10)连接到换热器(8)，再将换热器(8)和调压阀(23)连接到冷库(3)构成循环。
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