CN207455940U - 单级节流单循环混合冷剂制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单级节流单循环混合冷剂制冷系统，该系统包括有混合冷剂吸入罐、冷剂压缩机、级间冷凝器、级间分离罐、级间冷剂泵、冷凝器、冷剂分离罐、压力调节元件和热交换器，所述压力调节元件设置在所述冷剂分离罐气相出口到所述热交换器顶部入口之间的管路上，用于调节气相冷剂的压力。本实用新型取消混合冷剂泵，改为在冷剂分离罐出口到热交换器入口之间的管路上增加一个压力调节元件，减少了装置中转动设备的数量，从而提高了装置的可操作性以及装置运行的稳定性。

Description

单级节流单循环混合冷剂制冷系统

技术领域

本实用新型涉及化工领域，特别是涉及单级节流单循环混合冷剂制冷系统。

背景技术

目前，各种制冷循环制备液化天然气技术很多，常见的主要有三种循环：阶式循环，利用多种渐进式排列的单组分制冷剂和换热器将天然气温度降低至液化温度；膨胀制冷循环，使气体从高压膨胀至低压来相应的降低温度；多组分制冷循环，利用多组分制冷剂和专业设计的换热器液化天然气。

传统的单级节流混合冷剂制冷工艺属于多组分制冷循环的一种(参见图1)，将混合制冷剂压缩后冷却分离，气相冷剂与液相冷剂在换热器入口处混合后一起进入热交换器，在热交换器底部采用一台J-T阀降压节流后返回其底部，从热交换器顶部出来的混合冷剂全部变为气相返回冷剂压缩机入口冷剂吸入罐。

传统的单级节流混合冷剂制冷工艺中二段压缩后的液相冷剂采用多级离心泵将冷剂送入热交换器顶部。多级离心冷剂泵在实际的使用过程中存在以下问题：

1.冷剂泵的使用增加了装置中转动设备的数量，增加了投资；

2.由于混合冷剂的饱和蒸汽压较低，若采用卧式多级离心泵，需要冷剂分离罐抬高较多，很大程度增加了土建费用；若采用立式多级离心泵，则离心泵轴承较细，且轴承长度较长，在运行过程中很容易产生振动而损坏泵的机械密封，给装置的生产和稳定运行带来极大的困扰。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种单级节流单循环混合冷剂制冷系统，它成本低，运行稳定。

为解决上述技术问题，本实用新型的单级节流单循环混合冷剂制冷系统，包括有：

混合冷剂吸入罐，设置在冷剂压缩机一级入口前，用于混合冷剂缓冲；

冷剂压缩机，用于压缩混合冷剂；

级间冷凝器，用于冷却冷剂压缩机一级出口的混合冷剂；

级间分离罐，用于分离级间冷凝器出口的混合冷剂中的气液两相；

级间冷剂泵，用于提升级间分离罐分离出的液相冷剂的压力；

冷凝器，用于冷却冷剂压缩机二级出口的混合冷剂；

冷剂分离罐，用于分离冷凝器出口的混合冷剂中的气液两相；

热交换器，用于气相冷剂和液相冷剂混合并与气态原料换热；

压力调节元件，设置在冷剂分离罐出口到热交换器顶部入口之间的管路上，用于调节气相冷剂的压力。

所述压力调节元件可以选择常温J-T阀。压力调节元件的压力降应大于等于冷剂分离罐出口的液相冷剂经过换热器的阻力降以及液相冷剂进入热交换器顶部要克服的高度差的总和。

所述气态原料为天然气。

较佳的，冷剂分离罐和热交换器之间还设置有低压重烃换热器和高压重烃换热器，所述高压重烃换热器同时还与重烃分离罐底部出口连接，用于回收热交换器中部冷凝分离出的重组分的冷量。

所述热交换器可以选用板翅式铝制热交换器或绕管式热交换器。

本实用新型取消装置中的混合冷剂泵，改为在冷剂分离罐气相出口到热交换器入口之间的管路上增加一个压力调节元件，调节冷剂分离罐顶部出口气相冷剂的压力后进入热交换器，而冷剂分离罐底部出口的液相冷剂则依靠冷剂分离罐中的蒸汽压作为推动力，经过低压重烃换热器、高压重烃换热器后，最终与气相冷剂在热交换器中混合，成为液化天然气制冷工艺的混合冷剂，此工艺流程减少了装置中转动设备的数量，以压力调节元件的方式将实际运行中故障率极高的转动设备替换，从而提高了装置的可操作性以及装置运行的稳定性。

附图说明

图1是传统的单级节流混合冷剂制冷系统及工艺流程示意图。

图2是本实用新型实施例的单级节流单循环混合冷剂制冷系统及工艺流程示意图。

图中附图标记说明如下：

31：混合冷剂吸入罐

32、34、36、38、40、43、45、47、51、52、54、55：管线

33：冷剂压缩机

35：级间冷凝器

37：级间分离罐

39：级间冷剂泵

41：液相冷剂

42：冷凝器

44：冷剂分离罐

46：气相冷剂压力调节元件

48：热交换器

49：低压重烃换热器

50：高压重烃换热器

53：J-T阀

60：混合冷剂泵

具体实施方式

为对本实用新型的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合附图，详述如下：

实施例1

如图2所示，本实施例的单级节流单循环混合冷剂制冷系统包括混合冷剂吸入罐31、冷剂压缩机33、级间冷凝器35、级间分离罐37、级间冷剂泵39、冷凝器42、冷剂分离罐44、气相冷剂压力调节元件46、热交换器48、低压重烃换热器49、高压重烃换热器50。

对比图1和图2，可以看到，本实施例的单级节流单循环混合冷剂制冷系统相比图1的传统单级节流混合冷剂制冷系统，取消了压缩机二段末混合冷剂泵60的使用，而是在混合冷剂分离罐44气相出口和热交换器48顶部入口之间的管路上增加了一个气相冷剂压力调节元件46(该气相冷剂压力调节元件46可以使用常温J-T阀)。

该单级节流单循环混合冷剂制冷系统运行时，混合冷剂从混合冷剂吸入罐31中吸出，经管线32进入冷剂压缩机33的一段压缩，一段压缩后的混合冷剂经管线34进入级间冷凝器35冷凝，冷凝后的两相混合冷剂进入级间分离罐37中分离，分离出的气相混合冷剂进入压缩机33的二段压缩，二段压缩出口的混合冷剂经管线40与级间分离出的经级间冷剂泵39增压的液相冷剂41混合后进入冷凝器42中冷凝，冷凝后的高压两相冷剂经管线43进入冷剂分离罐44中进行两相分离，分离后的气相冷剂经管线45进入气相冷剂压力调节元件46调节其压力(气相冷剂压力调节元件46的压力降需大于等于液相冷剂经过低压重烃换热器49、高压重烃换热器50的阻力降以及液相冷剂进入热交换器48顶部需要克服的高度差的总和)，减压后的气相冷剂经管线47后进入热交换器48，液相冷剂依靠冷剂分离罐44中的蒸汽压作为推动力，依次经过低压重烃换热器49、高压重烃换热器50换热后，经管线51进入热交换器48。管线47中的气相冷剂与管线51中的液相冷剂进入热交换器48的相同通道，在热交换器48中混合(混合后的冷剂用作制冷剂，冷却制备液化天然气)，从热交换器48的底部出来，经管线52进入单闭合混合制冷循环的J-T阀53，从J-T阀53出来的低温低压混合冷剂经管线54返回至热交换器48的另外一个通道，换热后从热交换器48的顶部出来，经管线55返回至混合冷剂吸入罐31中。自此，单闭合混合制冷完成了一个制冷循环。

Claims (6)

1.单级节流单循环混合冷剂制冷系统，包括有：

设置在冷剂压缩机一级入口前用于混合冷剂缓冲的混合冷剂吸入罐；

用于压缩混合冷剂的冷剂压缩机；

用于冷却冷剂压缩机一级出口的混合冷剂的级间冷凝器；

用于分离级间冷凝器出口的混合冷剂中的气液两相的级间分离罐；

用于提升级间分离罐分离出的液相冷剂压力的级间冷剂泵；

用于冷却冷剂压缩机二级出口的混合冷剂的冷凝器；

用于分离冷凝器出口的混合冷剂中的气液两相的冷剂分离罐；

用于气相冷剂和液相冷剂混合并与气态原料换热的热交换器；

其特征在于，

在所述冷剂分离罐出口到所述热交换器顶部入口之间的管路上还设置有用于调节气相冷剂压力的压力调节元件。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压力调节元件的压力降大于等于冷剂分离罐出口的液相冷剂经过换热器的阻力降以及液相冷剂进入热交换器顶部要克服的高度差的总和。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压力调节元件为常温J-T阀。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气态原料为天然气。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，冷剂分离罐和热交换器之间还设置有低压重烃换热器和高压重烃换热器，所述高压重烃换热器同时还与重烃分离罐底部出口连接。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热交换器为板翅式铝制热交换器或绕管式热交换器。