CN204717343U - 一种用于回收蒸发气体冷能的制冷装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于回收蒸发气体冷能的制冷装置，包括液化天然气储罐、第一换热器、第二换热器、调压器、冷却液泵和冷却液蒸发器，所述液化天然气储罐通过进气控制球阀与第一换热器的管程入口连接，第一换热器的管程出口与第二换热器的壳程入口连接，第二换热器的壳程出口与调压器连接；第一换热器的壳程出口与冷却液泵连接，冷却液泵与冷却液蒸发器连接，冷却液蒸发器与第一换热器的壳程入口连接；第二换热器的管程入口天然气进口连接，第二换热器的管程出口与天然气处理设备连接，使得BOG气体分别经过第一换热器和第二换热器依次换热，最终增压输出压力稳定的合格天然气对外供应，达到了冷量梯级高效利用。
Description
技术领域
本实用新型属于制冷技术领域，尤其涉及一种回收蒸发气体（BOG）冷能用于对压缩机冷却液及天然气进行预冷处理的的制冷装置。
背景技术
LNG就是“液化天然气”（Liquefied Natural Gas）的英文简称，它是一种主要成分为甲烷（含量90%以上）、乙烷以及少量烷烃的低温液体，究其本质而言，LNG其实就是气态的天然气经过深度冷冻液化后的一种新型能源形式。天然气在从气态变成液态的冷冻液化过程中，能使在气井采集生产储运时混杂于天然气中的全部杂质变成固体析出，可将杂质完全彻底地清除干净，并且“液化天然气”的体积仅为同质量气态天然气的六百分之一，能够极大地节约储运空间。由于LNG具有热值大安全性高、清洁无污染和储存运输方便等突出优势，已成为现代社会可供人们选择的最优质能源之一。近年来，就全球能源战略来看：有关LNG生产技术和贸易活动日益活跃，正成为世界油气工业能源市场上一个新的热点，很多国家在国际贸易中都将LNG作为首选燃料，有的还列为国防重要军事能源物质进行储备。但是迄今为止，我国的能源结构长期以来都是以煤炭为主，天然气所占的比重很小并且对天然气的开发利用也是极不平衡的，特别是对LNG的开发研究生产利用还处于起步阶段。而具体到LNG冷能利用的环节，受到大家关注的就更少了。在LNG气化过程中，约能产生830kJ/kg的冷能，这些冷能都是在LNG生产过程中消耗了能量得到的，是生产LNG产品的一种副产品。据了解：我国已经在建及投产的大中型LNG液化工厂（处理量30万方/天以上）及沿海LNG接收站中，部分设施已经考虑到对LNG内蕴含的冷能进行利用的想法并已付诸实践，但大多数的LNG液化工厂都没有对储罐及其他工段中产生的蒸发气体（BOG，下同）中的冷能进行有效地回收利用。而在更小规模的LNG液化装置（处理量10万方/天以下）中，对BOG冷能回收就更为稀少。就BOG处理方法来说，现有的方法是：用水浴式/空温式汽化器令BOG与海水或空气进行换热，其中蕴含的冷能都被相关介质吸收，并未得到有效的利用，造成了能源浪费的同时，也会由于低温的关系带来一定的环境问题。本实用新型正是想要在小规模的LNG液化装置（处理量10万方/天以下）中初步解决这个问题。
另有中国专利号为：201010210850.6，公布日为2010.11.10，公开了一种液化天然气接收站蒸发气体的再冷凝回收系统及回收方法。该系统包括蒸发气体压缩机、蒸发气体预冷换热器和再冷凝器；所述再冷凝器由垂直冷凝塔和高压泵缓冲槽组成，垂直冷凝塔位于高压泵缓冲槽的上方。所述高压泵缓冲槽底部设有水脚，水脚内设有十字形漩涡破除器。其缓冲槽的设计提高了高压泵运转稳定性；再冷凝器操作控制系统更稳定与简单化；能耗降低，对输气负荷波动具有良好的适应性。上述专利是通过降低BOG进入再冷凝器，解决现有冷凝器能耗高的问题，并未将BOG的冷能加以利用。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种回收蒸发气体冷能的制冷装置，该制冷装置利用BOG的冷能对压缩机冷却液及天然气进行预冷处理。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种回收蒸发气体冷能的制冷装置，其特征在于：包括液化天然气储罐、第一换热器、第二换热器、调压器、冷却液泵和冷却液蒸发器，所述液化天然气储罐通过进气控制球阀与第一换热器的管程入口连接，第一换热器的管程出口与第二换热器的壳程入口连接，第二换热器的壳程出口与调压器连接；
第一换热器的壳程出口与冷却液泵连接，冷却液泵与冷却液蒸发器连接，冷却液蒸发器与第一换热器的壳程入口连接；
第二换热器的管程入口天然气进口连接，第二换热器的管程出口与天然气处理设备连接。
所述第二换热器的壳程入口与第二换热器的壳程出口之间设置旁通回路，旁通回路上设有旁通回路控制球阀，所述第一换热器的管程出口处设有温度表，所述温度表与旁通回路控制球阀连接。
调压器的进口端设有控制球阀, 调压器的出口端设有压力表，所述控制球阀与压力表连接。
所述调压器的出口端还依次连接有流量计和输出截止阀。
所述液化天然气储罐与进气控制球阀之间设有低温气体截止阀；所述第一换热器的壳程出口与冷却液泵之间设有出口截止阀；冷却液蒸发器与第一换热器的壳程入口之间设有入口截止阀。
本实用新型具有以下优点：
1、本实用新型BOG经由第一换热器管程与第二换热器壳程最终连接至BOG压缩机入口组成的气相管路结构，使得BOG气体分别经过第一换热器和第二换热器依次换热，最终增压输出压力稳定的合格天然气对外供应，达到了冷量梯级高效利用的目的，本实用新型具有结构简捷、运输安装方便、调压操作容易掌握、供气压力稳定、运行安全可靠。
2、本实用新型第二换热器的壳程入口与第二换热器的壳程出口之间设置旁通回路，旁通回路上设有旁通回路控制球阀，所述第一换热器的管程出口处设有温度表，所述温度表与旁通回路控制球阀连接，能够有效防止由于BOG复热不足，导致装置出口温度过低或出口带液的情况发生，同时若BOG经由第一换热器管程的热交换已经复温到常温，则可控制BOG气体不经过第二换热器直接经由旁通回路向下游输送，这样能够减少系统的沿程阻力，降低综合能耗。
3、本实用新型调压器的进口端设有控制球阀, 调压器的出口端设有压力表，所述控制球阀与压力表连接，通过压力表的参数对控制球阀进行精确调节，从而调节由LNG储罐流出的BOG的流体的流量，即可使整个BOG管路的流量处于相对稳定的升温工作状态。
4、本实用新型所述调压器的出口端还依次连接有流量计和输出截止阀；只需开启输出截止阀12，即可通过外供输出气管向下游装置或用户连续稳定地输出合格天然气供使用，在对外供气加气过程中将由流量计进行精确的累积计量。
5、本实用新型的液化天然气储罐与进气控制球阀之间设有低温气体截止阀；所述第一换热器的壳程出口与冷却液泵之间设有出口截止阀；冷却液蒸发器与第一换热器的壳程入口之间设有入口截止阀，方便于与LNG储罐的气相输出管的连接操作，也方便与压缩机的冷却液系统的连接操作。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中标记：1为液化天然气储罐，2为低温气体截止阀，3为进气控制球阀，4为第一换热器，5为温度表，6为旁通回路控制球阀，7为第二换热器，8为控制球阀，9为调压器，10为压力表，11为流量计，12为输出截止阀，13为出口截止阀，14为入口截止阀，15为冷却液泵，16为冷却液蒸发器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
实施例1
如图1所示，一种回收蒸发气体冷能的制冷装置，包括液化天然气储罐1、第一换热器4、第二换热器7、调压器9、冷却液泵15和冷却液蒸发器16，所述液化天然气储罐1的蒸发气体出口通过进气控制球阀3与第一换热器4的管程入口连接，第一换热器4的管程出口与第二换热器7的壳程入口连接，第二换热器7的壳程出口与调压器9连接，调压器9向下游装置或用户连续稳定地输出合格天然气。
第一换热器4的壳程出口与冷却液泵15连接，冷却液泵15与冷却液蒸发器16连接，冷却液蒸发器16与第一换热器4的壳程入口连接；在第一换热器4中BOG与压缩机冷却液进行热交换，使BOG气体不断升温并降低了高温冷却液的温度。
第二换热器7的管程入口天然气进口连接，第二换热器7的管程出口与天然气处理设备连接。经过升温后的BOG气体继续进入第二换热器7，使BOG气体与管程中流经的天然气气体进一步进行热交换最终复热到常温，再经由输出管路上的调压器9进行调压稳压。
实施例2
如图1所示，一种回收蒸发气体冷能的制冷装置，包括液化天然气储罐1、第一换热器4、第二换热器7、调压器9、冷却液泵15和冷却液蒸发器16，所述液化天然气储罐1的蒸发气体出口通过进气控制球阀3与第一换热器4的管程入口连接，第一换热器4的管程出口与第二换热器7的壳程入口连接，第二换热器7的壳程出口与调压器9连接，调压器9向下游装置或用户连续稳定地输出合格天然气。
第一换热器4的壳程出口与冷却液泵15连接，冷却液泵15与冷却液蒸发器16连接，冷却液蒸发器16与第一换热器4的壳程入口连接；在第一换热器4中BOG与压缩机冷却液进行热交换，使BOG气体不断升温并降低了高温冷却液的温度。
第二换热器7的管程入口天然气进口连接，第二换热器7的管程出口与天然气处理设备连接。经过升温后的BOG气体继续进入第二换热器7，使BOG气体与管程中流经的天然气气体进一步进行热交换最终复热到常温，再经由输出管路上的调压器9进行调压稳压。
进一步的改进，所述第二换热器7的壳程入口与第二换热器7的壳程出口之间设置旁通回路，旁通回路上设有旁通回路控制球阀6，所述第一换热器4的管程出口处设有温度表5，所述温度表5与旁通回路控制球阀6连接，旁通回路控制球阀6通过温度表5的参数，由第一换热器管程出口的温度传感器信号反馈控制，能使冷量交换的过程更加灵活可控。
调压器9的进口端设有控制球阀8, 调压器的9出口端设有压力表10，所述控制球阀与压力表连接（控制球阀8通过压力表10的参数控制调节），所述调压器9的出口端还依次连接有流量计11和输出截止阀12。因此，可以调节由LNG储罐流出的BOG的流体的流量，即可使整个BOG管路的流量处于相对稳定的升温工作状态。只需开启输出截止阀12，即可通过外供输出气管向下游装置或用户连续稳定地输出合格天然气供使用，在对外供气加气过程中将由流量计11进行精确的累积计量。
在所述液化天然气储罐1与进气控制球阀3之间设有低温气体截止阀2；所述第一换热器4的壳程出口与冷却液泵15之间设有出口截止阀13；冷却液蒸发器16与第一换热器4的壳程入口之间设有入口截止阀14。方便于与LNG储罐的气相输出管的连接操作，也方便与压缩机的冷却液系统的连接操作。
Claims (5)
1.一种用于回收蒸发气体冷能的制冷装置，其特征在于：包括液化天然气储罐(1)、第一换热器(4)、第二换热器(7)、调压器(9)、冷却液泵(15)和冷却液蒸发器(16)，所述液化天然气储罐(1)通过进气控制球阀(3)与第一换热器(4)的管程入口连接，第一换热器(4)的管程出口与第二换热器(7)的壳程入口连接，第二换热器(7)的壳程出口与调压器(9)连接；
第一换热器(4)的壳程出口与冷却液泵(15)连接，冷却液泵(15)与冷却液蒸发器(16)连接，冷却液蒸发器(16)与第一换热器(4)的壳程入口连接；
第二换热器(7)的管程入口天然气进口连接，第二换热器(7)的管程出口与天然气处理设备连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于回收蒸发气体冷能的制冷装置，其特征在于：所述第二换热器(7)的壳程入口与第二换热器(7)的壳程出口之间设置旁通回路，旁通回路上设有旁通回路控制球阀(6)，所述第一换热器(4)的管程出口处设有温度表(5)，所述温度表(5)与旁通回路控制球阀(6)连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于回收蒸发气体冷能的制冷装置，其特征在于：调压器(9)的进口端设有控制球阀(8), 调压器(9)的出口端设有压力表(10)，所述控制球阀(8)与压力表(10)连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于回收蒸发气体冷能的制冷装置，其特征在于：所述调压器(9)的出口端还依次连接有流量计(11)和输出截止阀(12)。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于回收蒸发气体冷能的制冷装置，其特征在于：所述液化天然气储罐(1)与进气控制球阀(3)之间设有低温气体截止阀(2)；所述第一换热器(4)的壳程出口与冷却液泵(15)之间设有出口截止阀(13)；冷却液蒸发器(16)与第一换热器(4)的壳程入口之间设有入口截止阀(14)。
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