CN208539578U - 天然气分布式能源-液化天然气装置联用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天然气分布式能源‑液化天然气装置联用系统，包括天然气分布式能源系统和液化天然气装置；天然气分布式能源系统包含有燃气发电机组、余热蒸汽锅炉和冷却机组；液化天然气装置包含有脱碳单元、脱水单元、脱重烃单元、液化及冷剂循环单元。燃气发电机组中天然气燃烧产生的高温烟气通过余热蒸汽锅炉转化为蒸汽，作为热能提供给液化天然气装置；多余的烟气通过冷却机组冷却后转化为冷却水，作为冷能提供给液化天然气装置。本实用新型通过将天然气分布式能源系统和液化天然气装置联用，提高了液化天然气工厂的自主发电能力，实现了天然气分布式能源系统的冷能和热能的综合利用，从而降低了工厂能耗，提高了经济效益。

Description

天然气分布式能源-液化天然气装置联用系统

技术领域

本实用新型涉及化工领域，特别是涉及天然气分布式能源-液化天然气装置联用系统。

背景技术

近年来，国际原油价格大跌，海上液化天然气(LNG)价格低廉，国内进口槽批量大幅增加，国内工厂的产能持续上升，导致了国内液化天然气工厂的低迷。综合来看，只有进一步拓宽市场，打开销路，降低工厂的运行成本，节能降耗，才能使得液化天然气工厂得以生存，乃至进一步发展。

分布式能源是指分布在用户端的能源综合利用系统，实现以直接满足用户多种需求为目的能源梯级利用，并通过中央能源供应系统提供支持和补充。天然气分布式能源是指利用天然气为燃料发电，回收发电过程中产生的余热，并提供热能和冷能，通过冷、热电联供方式实现能量的梯级利用，并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式，是天然气高效利用的重要方式。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种天然气分布式能源-液化天然气装置联用系统，它可以就地取材，提高能源利用效率，降低液化天然气工厂能耗和运行成本。

为解决上述技术问题，本实用新型的天然气分布式能源-液化天然气装置联用系统，包括：天然气分布式能源系统和液化天然气装置；所述天然气分布式能源系统包含有燃气发电机组、余热蒸汽锅炉和冷却机组；所述液化天然气装置包含有脱碳单元、脱水单元、脱重烃单元、液化及冷剂循环单元；所述脱碳单元包括CO₂吸收塔、解吸塔和回流冷却器；所述脱水单元包括分子筛塔和分子筛再生气换热器；所述脱重烃单元包括脱重烃塔和脱重烃再生气换热器；所述液化及冷剂循环单元包括冷剂压缩机、电机、冷剂换热器、冷剂深度换热器和液化换热器；其中：

所述燃气发电机组的烟气出口分别通过管线连接所述余热蒸汽锅炉的入口和所述冷却机组的入口；所述燃气发电机组与所述电机电性连接；

所述余热蒸汽锅炉的蒸汽出口通过管线分别连接分子筛再生气换热器和脱重烃再生气换热器的蒸汽入口；

所述冷却机组的冷却水出口通过管线分别连接所述回流冷却器、冷剂换热器和冷剂深度换热器冷却水入口；

所述CO₂吸收塔的液相出口与所述解吸塔上部的入口连接；所述CO₂吸收塔的顶部天然气出口与分子筛塔的顶部入口连接；

所述解吸塔的液相出口与所述CO₂吸收塔上部的入口连接；所述解吸塔顶部的气相出口与所述回流冷却器的入口连接；

所述分子筛塔的底部液相出口分别连接所述脱重烃塔的顶部入口和所述分子筛再生气换热器的出口；

所述脱重烃塔的底部液相出口分别连接所述液化换热器的顶部入口和所述脱重烃再生气换热器的出口；

所述冷剂压缩机通过管线连接在所述液化换热器外部，并与所述电机电性连接，所述冷剂换热器和冷剂深度换热器依次连接在所述冷剂压缩机的出口至所述液化换热器的入口的管路上。

所述燃气发电机组与所述电机之间还可以连接2个以上并网柜，用于将燃气发电机组中天然气燃烧产生的电力并网输送给液化天然气装置的用电设备。

所述余热蒸汽锅炉可以设置2台以上。

所述冷却机组优选为溴化锂冷却机组。

所述脱碳单元还可以进一步包括有再沸器，连接在所述解吸塔的外部，再沸器的蒸汽入口通过管线连接所述余热蒸汽锅炉的蒸汽出口。

所述冷剂压缩机、冷剂换热器和冷剂深度换热器优选为2台，构成2条冷剂回路；2台冷剂压缩机之间电性连接。

本实用新型将天然气分布式能源系统和液化天然气装置联用，将天然气分布式能源系统输出的电力应用于液化天然气装置的电气设备用电，产生的蒸汽为液化天然气装置的脱碳单元、脱水单元、重烃脱单元提供热源，利用溴化锂机组产生的冷源为液化天然气装置的冷却系统提供冷量，从而提高了能源利用效率，使液化天然气工厂避免了单纯依赖大电网，降低了工厂运行对大电网的影响，同时还能降低工厂能耗以及电力投资、运行、维护费用，提高能源供应的安全性和工厂的经济效益。

附图说明

图1是本实用新型的天然气分布式能源-液化天然气装置联用系统的结构示意图。

图中附图标记说明如下：

1：燃气发电机组

2：余热蒸汽锅炉

3：溴化锂冷却机组

4：并网柜

5：CO₂吸收塔

6：解吸塔

7：回流冷却器

8：再沸器

9、10：分子筛塔

11：分子筛再生气换热器

12、13：脱重烃塔

14：脱重烃再生气换热器

15：冷剂一段压缩机

16：冷剂二段压缩机

17：电机

18：冷剂一段换热器

19：冷剂一段深度换热器

20：冷剂二段换热器

21：冷剂二段深度换热器

22：液化换热器

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，现结合附图及具体实施例，详述如下：

本实施例的天然气分布式能源-液化天然气装置联用系统，其结构如图1所示，包括天然气分布式能源系统和液化天然气装置两部分。

所述天然气分布式能源系统包括有：燃气发电机组1、2台余热蒸汽锅炉2、溴化锂冷却机组3、2个并网柜4。

所述液化天然气装置包含有：脱碳单元、脱水单元、脱重烃单元、液化及冷剂循环单元。所述脱碳单元包括CO₂吸收塔5、解吸塔6、回流冷却器7、再沸器8。所述脱水单元包括2个分子筛塔和1个分子筛再生气换热器11。所述脱重烃单元包括2个脱重烃塔和1个脱重烃再生气换热器14。所述液化及冷剂循环单元包括冷剂一段压缩机15、冷剂二段压缩机16、电机17、冷剂一段换热器18、冷剂一段深度换热器19、冷剂二段换热器20、冷剂二段深度换热器21、液化换热器22。

其中：

所述燃气发电机组1具有1个天然气入口和2个烟气出口，其中，1个烟气出口分别与2台余热蒸汽锅炉2的入口连接，另1个烟气出口和溴化锂冷却机组3连接，用于为余热蒸汽锅炉2和溴化锂冷却机组3提供高温烟气。另外，该燃气发电机组1还同时与2个并网柜4电性连接，用于将天然气燃烧产生的电力输送给电机17等液化天然气工厂的电气设备使用。

2台余热蒸汽锅炉2用于将燃气发电机组1的发动机产生的高温烟气的余热转化为过热蒸汽，提供给液化天然气装置使用。其中，1台余热蒸汽锅炉2的蒸汽出口通过管线分别连接液化天然气装置的分子筛再生气换热器11和脱重烃再生气换热器14，另1台余热蒸汽锅炉2的蒸汽出口通过管线连接液化天然气装置的再沸器8。

所述溴化锂冷却机组3的入口与所述燃气发电机组1的烟气出口连接，用于冷却由燃气发电机组1产生的多余的高温烟气并转化为冷却水，提供给液化天然气装置使用。该溴化锂冷却机组3的冷却水出口通过管线分别连接回流冷却器7、冷剂一段深度换热器19、冷剂二段深度换热器21。

2个并网柜4与所述电机17电性连接，同时也连接一台变压器23，用于将燃气发电机组1中天然气燃烧产生的电力和市政电网输送来的电力进行并网，并控制液化天然气装置的电机17的转速。

所述CO₂吸收塔5用于脱除天然气中的CO₂。该CO₂吸收塔5的底部具有天然气入口和液体出口，液体出口与所述解吸塔6的上部入口连接。所述CO₂吸收塔5的顶部具有天然气出口，该天然气出口分别与两个分子筛塔的顶部入口连接，用于将脱除CO₂后的天然气输送给两个分子筛塔。同时，CO₂吸收塔5的上部还具有一个入口与所述解吸塔6的下部出口连接。

所述解吸塔6顶部具有气体出口，与回流冷却器7的入口连接。解吸塔6底部具有2个液体出口，其中，1个液体出口连接所述CO₂吸收塔5的上部入口，用于将解吸CO₂后的CO₂吸收剂输送回CO₂吸收塔5，再次用于吸收天然气中的CO₂。另1个液体出口连接再沸器8的入口，再沸器8的出口连接所述解吸塔6的下部入口。解吸塔6底部出来的部分液体经由再沸器8加热后再回流到解吸塔6中。

两个分子筛塔采用并联的方式，顶部分别具有天然气入口，底部本别具有液体出口，底部的液体出口连入同一管线，该管线分别连接2个脱重烃塔的顶部入口。

2个脱重烃塔也采用并联的方式，底部出口连入同一管线，该管线分别连接液化换热器22的顶部入口和两个再生气换热器(分子筛再生气换热器11和脱重烃再生气换热器14)。

分子筛再生气换热器11的出口分别连接两个分子筛塔的底部液体出口。脱重烃再生气换热器14的出口分别连接2个脱重烃塔的底部出口。

所述液化换热器22分别连接有冷剂一段压缩机15和冷剂二段压缩机16。从冷剂一段压缩机15的出口至液化换热器22入口的流路上依次连接有冷剂一段换热器18、冷剂一段深度换热器19。从冷剂二段压缩机16的出口至液化换热器22入口的流路上依次连接有冷剂二段换热器20、冷剂二段深度换热器21。同时，冷剂一段压缩机15和冷剂二段压缩机16电性连接，冷剂二段压缩机16进一步连接电机17。所述液化换热器22的底部还有一个液体出口。

该天然气分布式能源系统的工艺流程如下：

天然气通过管道输送至燃气发电机组1，通过天然气燃烧做功，带动燃气发电机组1产生电力，直接或者并网输送至液化天然气装置中的电机17，供液化天然气装置的用电设备(主要是冷剂一段压缩机15和冷剂二段压缩机16)使用。

燃气发电机组1发动机产生的高温烟气余热通过余热蒸汽锅炉2，产生过热蒸汽，输送至液化天然气装置作为热源，用于脱碳单元、脱水单元、脱重烃单元的热源。其中，脱碳单元采用低压蒸汽，温度约120℃；脱水单元、脱重烃单元采用中压蒸汽，温度290℃。

多余的烟气输送至溴化锂机组3，经冷却后，产生冷却水，输送至液化天然气装置的冷却水管网(主要输送给回流冷却器7、冷剂一段深度换热器19、冷剂二段深度换热器21)，用于工艺冷却。冷水给水温度6℃，回水温度13℃。

液化天然气装置不足的电能、热能、冷能由常规能源设备予以补充。

液化天然气装置的脱碳单元、脱水单元、脱重烃单元、液化及冷剂循环单元的工艺流程与常规流程基本相同。天然气经脱碳单脱除CO₂后，输送至脱水单元，经两个分子筛塔脱除天然气中的水分后，输送至脱重烃单元，经2个脱重烃塔脱除重烃后，输送至液化及冷剂循环单元冷却，冷却后得到的液化天然气送往界外。

Claims (7)

1.天然气分布式能源-液化天然气装置联用系统，其特征在于，包括：天然气分布式能源系统和液化天然气装置；所述天然气分布式能源系统包含有燃气发电机组、余热蒸汽锅炉和冷却机组；所述液化天然气装置包含有脱碳单元、脱水单元、脱重烃单元、液化及冷剂循环单元；所述脱碳单元包括CO₂吸收塔、解吸塔和回流冷却器；所述脱水单元包括分子筛塔和分子筛再生气换热器；所述脱重烃单元包括脱重烃塔和脱重烃再生气换热器；所述液化及冷剂循环单元包括冷剂压缩机、电机、冷剂换热器、冷剂深度换热器和液化换热器；其中：

所述燃气发电机组的烟气出口分别通过管线连接所述余热蒸汽锅炉的入口和所述冷却机组的入口；所述燃气发电机组与所述电机电性连接；

所述余热蒸汽锅炉的蒸汽出口通过管线分别连接分子筛再生气换热器和脱重烃再生气换热器的蒸汽入口；

所述冷却机组的冷却水出口通过管线分别连接所述回流冷却器、冷剂换热器和冷剂深度换热器冷却水入口；

所述CO₂吸收塔的液相出口与所述解吸塔上部的入口连接；所述CO₂吸收塔的顶部天然气出口与分子筛塔的顶部入口连接；

所述解吸塔的液相出口与所述CO₂吸收塔上部的入口连接；所述解吸塔顶部的气相出口与所述回流冷却器的入口连接；

所述分子筛塔的底部液相出口分别连接所述脱重烃塔的顶部入口和所述分子筛再生气换热器的出口；

所述脱重烃塔的底部液相出口分别连接所述液化换热器的顶部入口和所述脱重烃再生气换热器的出口；

所述冷剂压缩机通过管线连接在所述液化换热器外部，并与所述电机电性连接，所述冷剂换热器和冷剂深度换热器依次连接在所述冷剂压缩机的出口至所述液化换热器的入口的管路上。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述燃气发电机组与所述电机之间还连接有并网柜。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述余热蒸汽锅炉有2台以上。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述余热蒸汽锅炉有2台，其中，1台余热蒸汽锅炉的蒸汽出口通过管线分别连接所述分子筛再生气换热器和脱重烃再生气换热器，另1台余热蒸汽锅炉的蒸汽出口通过管线连接再沸器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷却机组为溴化锂冷却机组。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脱碳单元还包括有再沸器，连接在所述解吸塔的外部，该再沸器的蒸汽入口通过管线连接所述余热蒸汽锅炉的蒸汽出口。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷剂压缩机、冷剂换热器和冷剂深度换热器各有2台，构成2条冷剂回路；2台冷剂压缩机之间电性连接。