CN203240274U - 一种lng接收站外输天然气热值调低系统 - Google Patents
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Abstract
一种LNG接收站外输天然气热值调低系统，它的LNG储罐的输出端与低温空气分离装置的LNG输入端和静态混合器的第一输入端连接；低温空气分离装置的输出端包括天然气输出端和液氮输出端两个端口：天然气输出端与LNG接收站外输管道的输入端连接，液氮输出端通过液氮输送管道与静态混合器的第二输入端连接，且液氮输送管道上依次设置有液氮输送泵和液氮调节阀；静态混合器的输出端与气化器的输入端连接，气化器的输出端与LNG接收站外输管道的输入端连接，LNG接收站外输管道的输出端与下游用户端连接；LNG接收站外输管道处设置热值仪，热值仪通过信号数据线连接中央控制设备的数据采集端，中央控制设备的指令输出端通过信号数据线连接液氮调节阀。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种天然气的热值减低调质系统，特别是关于一种LNG接收站外输天然气热值调低系统。
背景技术
近年来，世界天然气工业发展具有两个突出的特点：一是国际贸易量不断增加，除管道天然气外，LNG（liquefied natural gas，液化天然气）也逐步形成了国际市场，并且形成了现货市场，预计LNG贸易量在2020年将达世界天然气消费量的17%；二是天然气的应用范围日益扩大，除民用、商业外已扩大到许多工业（如电力）和交通运输业。
现在，国产天然气、进口管道气、海气登陆、进口LNG和非常规天然气等多种气源进入天然气长输管道或干线网，经混合后进入下游用户城市当地的燃气管网。能否确保各种工业、商业以及民用燃烧器在面临多气源供给时正常燃烧，就涉及到燃气互换性和热值调整问题。每种燃烧器都是根据其基准气设计，在燃烧器的使用过程中，当实际供给的燃气组成发生变化时，需要补充与其基准气性质不同的燃气，即置换气。当用置换气代替基准气时，如果燃烧器的安全、效率、性能和增加污染物排放等方面没有显著的变化时，则该置换气对于基准气来说具有互换性。由于世界各地生产的天然气在成分上差异较大，天然气的热值各不相同，因此往往互换性不高，这就使得天然气热值调整的工作显得尤为重要。具体来说就是调节天然气的热值，以满足天然气燃烧特性的需要。目前国内外应用比较广泛的互换性方法就是华白数（WI）判定法。对于热值高于基准气的置换气，需要调低置换气的热值，传统的调低方法主要是将不同热值的天然气进行混合，轻烃分离，以及添加无热的气体等。不同热值的天然气混合技术对储气系统要求较高，不具有普遍适用性。轻烃分离技术需要脱除置换气中的丙烷、丁烷等气体以降低天然气的热值，如果天然气本身热值较高，则还有可能要求脱除部分乙烷，轻烃分离的成本较高，流程复杂，而且涉及到乙烷、丙烷等烃类的市场和外运问题，不具有普遍适用性。往天然气中添加氮气需用氮气压缩机产生高压氮气，在面临大流量的氮气需求时，压缩机的功耗巨大，经济性较差。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种经济节能型的LNG接收站外输天然气热值调低系统，该系统能够在置换气热值高于基准气时将置换气热值精确、稳定地调低，以满足下游用户燃烧器的正常运行。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种LNG接收站外输天然气热值调低系统，其特征在于：它包括LNG储罐、低温空气分离装置、静态混合器、气化器、中央控制设备和热值仪；LNG储罐的输出端通过LNG输送管道连接低温空气分离装置的LNG输入端和静态混合器的第一输入端；低温空气分离装置的输出端包括天然气输出端和液氮输出端：天然气输出端通过天然气输送管道连接LNG接收站外输管道的输入端，液氮输出端通过液氮输送管道连接静态混合器的第二输入端，液氮输送管道上依次设置液氮输送泵和液氮调节阀；静态混合器的输出端通过液体输送管道连接气化器的输入端，气化器的输出端通过气体输送管道也连接LNG接收站外输管道的输入端，LNG接收站外输管道的输出端连接下游用户端；LNG接收站外输管道处设置热值仪，热值仪通过信号数据线连接中央控制设备的数据采集端，中央控制设备的指令输出端通过信号数据线连接液氮调节阀。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本实用新型设置低温空气分离装置，利用现有LNG接收站中低温液态LNG的冷能对空气分离制取液氮，且由于对液氮直接增压，整个过程所需能量要远低于传统方法中对氮气压缩增压的耗能，因此具有突出的节能性和经济性。
2、本实用新型设置的中央控制设备根据目标天然气的热值自动计算LNG与氮气的混合比例，进而得出液氮的需求量，然后远程调节液氮输送管道上的液氮调节阀以控制液氮的输出量，从而能够精确、稳定地将LNG接收站外输气体的热值调低至用户允许的范围内。
3、本实用新型结构简单，工艺流程简单，相比于传统的调低系统装置，适用性更广、经济性更强，不仅可以用于LNG接收站外输天然气热值调低控制，还适用于长输管线分输站、末站及城市门站的天然气热值调低控制，也适用于大型工业用户、大型燃气电厂计量调压站内自设进行的热值调低控制。
附图说明
图1是本实用新型的系统组成结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本实用新型进行详细的描述：
如图1所示，本实用新型包括作为气源的LNG储罐1、制取液氮用的低温空气分离装置（ASU装置）2、静态混合器3、气化器4、中央控制设备5和热值仪6。
其中，LNG储罐1的输出端通过LNG输送管道7分别连接ASU装置2的LNG输入端21和静态混合器3的第一输入端31，将低温液态LNG送入ASU装置2和静态混合器3。
ASU装置2利用送入其内的低温液态LNG的冷能对导入其内的空气进行预冷，并采用低温蒸馏法将空气中的氮气以液态的形式分离出来，在分离液氮的过程中，低温液态LNG会同时气化为天然气。ASU装置2的输出端设置包括天然气输出端22和液氮输出端23两个端口：天然气输出端22通过天然气输送管道8连接LNG接收站外输管道9的输入端，将天然气直接送入外输管道9；液氮输出端23通过液氮输送管道10连接静态混合器3的第二输入端32，将液氮送入静态混合器3，液氮输送管道10上依次设置有液氮低温泵11和可远程调控的液氮调节阀12。
静态混合器3的输出端通过液体输送管道连接气化器4的输入端，将由液态LNG和液氮组合而成的混合液体送入气化器4气化。
气化器4的输出端通过气体输送管道连接LNG接收站外输管道9的输入端91，将气化后的混合气体送入外输管道9。
LNG接收站外输管道9的输出端92连接下游用户端，将由天然气和混合气体汇聚而成的外输气体提供给用户13。
中央控制设备5的数据采集端通过信号数据线14连接热值仪6，通过热值仪6实时检测LNG接收站外输管道中外输气体的组分，中央控制设备5的指令输出端通过信号数据线14连接液氮输送管道9上的液氮调节阀12，输出电控信号远程控制液氮调节阀12的开度，从而调节加入天然气中氮气的量，使LNG接收站输出的外输气体热值处于用户允许的范围内。
具体实例：某用户所需的天然气的WI值为43.74MJ/Nm3,并要求供应天然气的WI值不超过规定值的±2%，即要求所供应的的天然气WI值处于42.86～44.61MJ/Nm3范围内。为该用户供气的气源为某LNG接收站提供的气化后的天然气，气源的输量分别为标准状态下20亿方/年，其WI值为45.62MJ/Nm3，该值高于用户所需求的43.74MJ/Nm3的±2%范围，因此需要将气源的热值调低以满足用户需求。
具体实施方式为，存储在LNG储罐内的低温液态LNG由LNG输送管道输出，一部分送入ASU装置，一部分送入静态混合器。ASU装置利用送入其内的低温液态LNG的冷能，将原料空气液化分离出液氮，同时液态LNG气化成天然气。气化的天然气经天然气输送管道直接汇入LNG接收站的外输管道，而分离出的液氮则经液氮输送管道由液氮输送泵送入静态混合器。在静态混合器中，液氮和经LNG输送管道输送来的液态LNG充分混合后，送入气化器气化，气化后的混合气体在LNG接收站的外输管道中与ASU装置输出的天然气汇聚成外输气体输送给用户。LNG接收站的外输管道处设置有检测外输气体组分用的热值仪，检测结果通过信号数据线传送给中央控制设备，中央控制设备经过内部的逻辑运算得出外输气体的热值，并判断其是否符合用户要求，如果不符合用户要求，则通过信号数据线发出电控信号给液氮调节阀来控制其开度，调节加入天然气中氮气的量，从而使外输气体的热值处于用户允许的范围内。根据该方案，所需添加的氮气的量为标准状态下0.699亿方/年。
低温空气分离装置（ASU装置）制取液氮的技术为现有技术，此处不再具体介绍。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (1)
1.一种LNG接收站外输天然气热值调低系统，其特征在于：它包括LNG储罐、低温空气分离装置、静态混合器、气化器、中央控制设备和热值仪；所述LNG储罐的输出端通过LNG输送管道连接所述低温空气分离装置的LNG输入端和所述静态混合器的第一输入端；所述低温空气分离装置的输出端包括天然气输出端和液氮输出端：所述天然气输出端通过天然气输送管道连接LNG接收站外输管道的输入端，所述液氮输出端通过液氮输送管道连接所述静态混合器的第二输入端，所述液氮输送管道上依次设置液氮输送泵和液氮调节阀；所述静态混合器的输出端通过液体输送管道连接所述气化器的输入端，所述气化器的输出端通过气体输送管道也连接所述LNG接收站外输管道的输入端，所述LNG接收站外输管道的输出端连接下游用户端；所述LNG接收站外输管道处设置所述热值仪，所述热值仪通过信号数据线连接所述中央控制设备的数据采集端，所述中央控制设备的指令输出端通过信号数据线连接所述液氮调节阀。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114687866A (zh) * | 2020-12-30 | 2022-07-01 | 华能北京热电有限责任公司 | 一种可调节天然气热值的燃气轮机系统 |
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2013
- 2013-03-18 CN CN 201320121241 patent/CN203240274U/zh not_active Expired - Fee Related
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