CN202361726U - 一种利用液化天然气冷能给冷库供冷和生产冷水的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用液化天然气冷能给冷库供冷和生产冷水的装置，包括：LNG储罐（1）、第一汽化器（2）、第一换热器（3）、第二汽化器（4）、冷媒储罐（5）、第一换热器（3）、冷库（6）和第二换热器（7）；本实用新型装置在回收LNG气化冷能的同时，又为冷库和冷水系统供冷；把LNG与冷媒换热器、冷媒储罐、冷媒与冷水换热器以及相应的管路和控制装置集成在一个撬装化系统里面，一方面节约设备成本，另一方面，撬装化设备有利于在不同卫星站之间的灵活利用，减少投资风险，提高了卫星站的冷能利用率。
Description
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给冷库供冷和生产冷水的装置。
背景技术
我国LNG产业的迅猛发展和天然气管网基础建设的相对落后，使得LNG卫星气化站遍地开花。LNG卫星站是一种小型的LNG接收和气化站，其将液化天然气通过二次运输进入远离中心城市的液化天然气工厂的城镇或卫星城市，经加臭后直接送人城市管网供民用、商用和工业用气，是天然气气源的二级气源站。它具有存储效率高、占地少、投资省、建设周期短、建设模式机动灵活、可实现多气源供气等特点，应用范围广泛，所以发展迅猛。截止到2009年，已建LNG卫星气化站达200多个，供气能力达400×104 m3/d，冷能总价值约210×104 kWh电力，1a节电效益约7.8×108 kWh，相当于节省30×104 t标准煤，减少CO2排放70×104 t，年直接经济效益达4×108元。
因此LNG卫星站的冷能利用研究倍受关注。由于空气液化所需的液化温度与LNG的温度接近，专利CN 201653068 U公开了一种基于LNG卫星站冷能利用的倒灌式空气分离系统，其主产品为液氮，具有较好的技术和经济效益，但系统还需外加较大能耗才能使氮气液化，还会损失部分低温氮气，使冷能利用率降低，且设备、过程复杂。专利CN 101913604 A则公开了一种利用液化天然气冷能的干冰生产装置及其方法，该方法符合低碳经济的趋势，使制冷设备的负荷大为减少，电耗也降低为传统的液化工艺的30％~40％，但同样存在系统复杂，能量利用效率低的问题。
LNG冷能发电是LNG冷能利用中较成熟的工艺，专利CN 101505122A公开了一种利用LNG冷能的温差发电模块及其制备方法，该方法采用全静态的热电材料温差发电方式，使用方便，在LNG冷能温差发电方向颇具前景，但该方法设备投资较高，热电转化效率和冷能利用率有待明确。
LNG冷能用于冷冻冷藏，也是一种很好的冷量利用方式。专利CN 201680657 U公开了一种基于液化天然气和冷库的热管式冷能利用装置，通过分别独立的热管维持不同冷库的运行温度需求，但并未提出热管控温的具体方式和如何使LNG的流量控制与三个冷库的冷量需求同时达到一致，系统未利用冷媒储冷，当LNG的气化量波动时，较难保证冷能用户的平稳运行和变化需求，且应用形式较单一，难于取得良好经济效益。
实用新型内容
本实用新型提出了一种液化天然气冷能用于冷库和冷水的撬装化装置，目的在于克服现有技术的不足，提高LNG冷能利用率和市场竞争力。
本实用新型目的通过以下技术方案来实现：
一种利用液化天然气冷能给冷库供冷和生产冷水的装置，包括：LNG储罐1、第一汽化器2、第一换热器3、第二汽化器4、冷媒储罐5、第一换热器3、冷库6和第二换热器7；LNG储罐1连接有两条管路，一条管路连接到第一汽化器2的天然气通道，另一条依次与第一换热器3的天然气通道和第二汽化器的天然气通道连接；第一汽化器和第二汽化器的天然气通道出口均与混合罐连接，混合罐通过管路再连接到天然气管网；
将冷媒储罐5出口与第一换热器3的冷媒通道进口连接，第一换热器3的冷媒通道出口连接有两条管路：一条依次与冷库6和冷媒储罐5进口连接，另一条管路与第二换热器7的冷媒通道进口连接，再连接到冷媒储罐5；第二换热器7的水通道一端与自来水管连接，另一端连接冷水管。
所述冷媒为乙醇水溶液、乙二醇水溶液、乙烷、丙烷或丁烷中的一种以上，装置运行过程冷媒不发生相变。
第一换热器3的冷媒通道出口连接的所述两条管路均设有流量计。
所述冷媒储罐5出口通过管路与第一换热器3的冷媒通道进口连接，所述管路上设有离心泵、调节阀、压力传感器和温度传感器。
与第二换热器7的冷媒通道进口连接的所述另一条管路上设有温度传感器和调节阀。
所述第二换热器7的水通道一端与自来水管通过管路连接，管路上设有调节阀和温度传感器。
所述第一换热器3的天然气通道和第二汽化器的天然气通道通过管路连接，管路上设有温度传感器。
所述第一换热器3、第二换热器7和冷媒储罐5集成为撬装化系统，撬装化系统共有六个接管口：分别为LNG进口管口、LNG出口管口、冷库进口管口、冷库出口管口、新鲜水进口管口和冷水出口管口；LNG进口管口与LNG储罐1连接；LNG出口管口与第二汽化器的天然气通道进口连接；冷库进口管口、冷库出口管口分别与冷库连接；新鲜水进口管口和自来水管连接；冷水出口管口与冷水管连接。
与所述天然气管网连接的管路上设有减压阀和压力传感器。
所述第二汽化器和第一汽化器的天然气通道出口均设有温度传感器。
与LNG储罐1连接的所述两条管路上均设有流量计。
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1出来的－162℃左右，0.4～0.6MPa 的LNG 分成a、b两股，a股直接进入第一汽化器2气化为25℃左右的天然气；b股经换热器3换热后变成-25～10℃的天然气，经第二汽化器（4）升温为25℃左右的天然气后，与a股气化后的天然气混合，再经调压至0.3～0.35MPa后，送入城市管网；冷媒循环系统过程如下：从冷媒储罐（5）中出来的冷媒与b股LNG在第一换热器（3）中换热，出来的低温冷媒分c、d两股。c股冷媒送入冷库（6）供冷，经换热后进入冷媒储罐（5）；d股冷媒送入第二换热器（7），经换热后的冷媒进入冷媒储罐（5）；冷水生产系统过程如下：新鲜水与d股冷媒在第二换热器（7）换热，产出冷水。其中进入第一换热器（3）的冷媒流量由温度传感器和调节阀控制，进入冷库（6）的冷媒流量由温度传感器和调节阀控制，进入第二换热器（7）的新鲜水流量由温度传感器和调节阀控制。
本实用新型具有以下优点：
（1）能量利用率高：可同时用于冷库制冷和制冷水，提高了LNG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）系统稳定性高：系统结构紧凑，易调易控，多种工质可供选择作为冷媒；
（3）设备成本低：设备投入小，运行和维护简单，撬装化有利于不同卫星站之间的灵活利用，减少投资风险。
附图说明：
图1本实用新型的利用液化天然气冷能给冷库供冷和生产冷水的装置；
其中，LNG储罐1、第一汽化器2、第一换热器3、第二汽化器4、冷媒储罐5、冷库6、第二换热器7、温度传感器8—10、调节阀11—13、流量计14,15；离心泵16,17。
实施方式
为更好说明系统的工作原理，下面结合图1给出实施例：
实施例1
一种利用液化天然气冷能给冷库供冷和生产冷水的装置，包括：LNG储罐1、第一汽化器2、第一换热器3、第二汽化器4、冷媒储罐5、第一换热器3、冷库6和第二换热器7；LNG储罐1连接有两条管路，一条管路连接到第一汽化器2的天然气通道，另一条依次与第一换热器3的天然气通道和第二汽化器的天然气通道连接；第一汽化器和第二汽化器的天然气通道出口均与混合罐连接，混合罐通过管路再连接到天然气管网；
将冷媒储罐5出口与第一换热器3的冷媒通道进口连接，第一换热器3的冷媒通道出口连接有两条管路：一条依次与冷库6和冷媒储罐5进口连接，另一条管路与第二换热器7的冷媒通道进口连接，再连接到冷媒储罐5；第二换热器7的水通道一端与自来水管连接，另一端连接冷水管。
所述冷媒为乙醇水溶液、乙二醇水溶液、乙烷、丙烷或丁烷中的一种以上，装置运行过程冷媒不发生相变。
第一换热器3的冷媒通道出口连接的所述两条管路均设有流量计。
所述冷媒储罐5出口通过管路与第一换热器3的冷媒通道进口连接，所述管路上设有离心泵（16，17）、调节阀11、压力传感器和温度传感器8。
与第二换热器7的冷媒通道进口连接的所述另一条管路上设有温度传感器9和调节阀12。
所述第二换热器7的水通道一端与自来水管通过管路连接，管路上设有调节阀13和温度传感器10。
所述第一换热器3的天然气通道和第二汽化器的天然气通道通过管路连接，管路上设有温度传感器。
所述第一换热器3、第二换热器7和冷媒储罐5集成为撬装化系统，撬装化系统共有六个接管口：分别为LNG进口管口、LNG出口管口、冷库进口管口、冷库出口管口、新鲜水进口管口和冷水出口管口；LNG进口管口与LNG储罐1连接；LNG出口管口与第二汽化器的天然气通道进口连接；冷库进口管口、冷库出口管口分别与冷库连接；新鲜水进口管口和自来水管连接；冷水出口管口与冷水管连接。
与所述天然气管网连接的管路上设有减压阀和压力传感器。
所述第二汽化器和第一汽化器的天然气通道出口均设有温度传感器。
与LNG储罐1连接的所述两条管路上均设有流量计。
本实用新型利用液化天然气冷能给冷库供冷和生产冷水的装置的运行过程：从LNG储罐1出来的－162℃左右，0.4～0.6MPa 的LNG 分成a、b两股，a股直接进入第一汽化器2气化为25℃左右的天然气；b股经第一换热器3换热后变成-25～10℃的天然气，经第二汽化器（4）升温为25℃左右的天然气后，与a股气化后的天然气混合，再经调压阀调压至0.3～0.35MPa后，送入城市管网；冷媒循环系统过程如下：通过离心泵（16，17），从冷媒储罐（5）中出来的冷媒与b股LNG在第一换热器（3）中换热，出来的低温冷媒分c、d两股。c股冷媒送入冷库（6）供冷，经换热后进入冷媒储罐（5）；d股冷媒送入第二换热器（7），经换热后的冷媒进入冷媒储罐（5）；冷水生产系统过程如下：新鲜水与d股冷媒在第二换热器（7）换热，产出冷水。
Claims (10)
1.一种利用液化天然气冷能给冷库供冷和生产冷水的装置，其特征在于，包括：LNG储罐（1）、第一汽化器（2）、第一换热器（3）、第二汽化器（4）、冷媒储罐（5）、第一换热器（3）、冷库（6）和第二换热器（7）；LNG储罐（1）连接有两条管路，一条管路连接到第一汽化器（2）的天然气通道，另一条依次与第一换热器（3）的天然气通道和第二汽化器的天然气通道连接；第一汽化器和第二汽化器的天然气通道出口均与混合罐连接，混合罐通过管路再连接到天然气管网；
将冷媒储罐（5）出口与第一换热器（3）的冷媒通道进口连接，第一换热器（3）的冷媒通道出口连接有两条管路：一条依次与冷库（6）和冷媒储罐（5）进口连接，另一条管路与第二换热器（7）的冷媒通道进口连接，再连接到冷媒储罐（5）；第二换热器（7）的水通道一端与自来水管连接，另一端连接冷水管。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第一换热器（3）的冷媒通道出口连接的所述两条管路均设有流量计。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述冷媒储罐（5）出口通过管路与第一换热器（3）的冷媒通道进口连接，所述管路上设有离心泵、调节阀、压力传感器和温度传感器。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，与第二换热器（7）的冷媒通道进口连接的所述另一条管路上设有温度传感器和调节阀。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二换热器（7）的水通道一端与自来水管通过管路连接，管路上设有调节阀和温度传感器。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一换热器（3）的天然气通道和第二汽化器的天然气通道通过管路连接，管路上设有温度传感器。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一换热器（3）、第二换热器（7）和冷媒储罐（5）集成为撬装化系统，撬装化系统共有六个接管口：分别为LNG进口管口、LNG出口管口、冷库进口管口、冷库出口管口、新鲜水进口管口和冷水出口管口；LNG进口管口与LNG储罐（1）连接；LNG出口管口与第二汽化器的天然气通道进口连接；冷库进口管口、冷库出口管口分别与冷库连接；新鲜水进口管口和自来水管连接；冷水出口管口与冷水管连接。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，与所述天然气管网连接的管路上设有减压阀和压力传感器。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二汽化器和第一汽化器的天然气通道出口均设有温度传感器。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，与LNG储罐1连接的所述两条管路上均设有流量计。
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