CN210197009U - 一种lng接收站气化装置与电厂循环水联合利用的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种LNG接收站气化装置与电厂循环水联合利用的系统，所述系统包括：IFV气化器、海水循环泵、电厂循环水系统，电厂循环水系统包括依次连接的循环水冷却塔、塔下水池、吸水池、取水泵、电厂各用冷却水设备。LNG利用电厂循环水场的循环回水作为热源，LNG本身接收热量气化为NG，同时冷却的循环回水送回电厂循环水装置，作为电厂凝汽器、换热器的冷却循环供水，能量梯级利用。IFV气化器出口设置温度控制TCV阀开度，确保供给电厂的水温度在一个较低范围内，该控制联锁通过设置在IFV气化器排水侧管线上的温度、流量变送器以及PLC硬线实现整个控制过程。
Description
技术领域
本实用新型专利涉及LNG接收站气化装置、电厂循环水系统领域，具体涉及一种LNG接收站气化装置与电厂循环水联合利用的系统，可实现LNG接收站气化装置与电厂共用一套取水装置。
背景技术
LNG是在低温下以液态形式存在的天然气，储存温度约为-162℃。通常LNG需要重新气化为气态的天然气才能获得利用，一般LNG接收站均建于沿海及沿江港口，并设置海水取水泵，以海水作为热源对LNG进行气化，而电厂的凝汽器、换热器、锅炉的换热需要也要求电厂选址尽可能靠近水源。这就给LNG接收站与电厂联合利用一套取水装置创造了可能。
LNG蕴藏的冷能是十分巨大的，回收这部分能源具有非常可观的经济和社会效益；反之，如果不加以回收利用，这部分冷能通常在气化器中随海水或空气流失了，浪费是惊人的。
尤其是随着近几年国内LNG接收站犹如雨后春笋的蓬勃发展，如何合理又经济的利用LNG的低温冷能，成为各个建设方关注的焦点。日本是世界上冷能利用比较好的国家，国内接收站莆田、如东站已建成低温LNG空分装置，舟山LNG接收站也建成了冷能发电、冷能制冰的成套装置各一套。经过多年的实践和研究，LNG冷能利用的若干技术已趋成熟，新的利用方案也在不断提出。
除了节能减排以外，LNG冷能利用技术还可以带动相关冷链产业的发展，如：发电装备、空分、轻烃回收、低温粉碎、海水淡化、冷冻、干冰制造等。鉴于低温LNG良好的环境效益和经济效益，尤其是在我国现阶段谋求经济、社会、环境的可持续发展的发展需求下，发展LNG接收站的冷能利用设施是时代的要求、是发展的需要，也是利国利民的绿色工程。
大型电厂是用水大户，利用循环水的冷能对其关键设备(凝汽器、换热器)进行降温，目前电厂应用的开式冷却塔，用水量需求很大，闭式循环冷却塔(GEA系统、哈蒙系统、海勒系统)所需的补水量也非常巨大，同时补水所需的水质也有很大的要求。
传统LNG接收站选址都靠近海边，利用海水换热，需单独建设海水管网，引海水去IFV，再将IFV排水送回海水管网，温差仅5℃，是为了保证温度的变化不会对海洋生物的生存造成影响。在此前提下，单台200t/h的IFV气化器(中间介质式气化器)所需海水量达8000t/h。
上述两套系统单独实施时，在实际工程案例中普遍存在以下几个问题：
1、电厂的用水需求量很大，循环水冷却时间长；
2、LNG接收站用水需求量大，单独排放受环保温度变化的限制；
3、电厂冷却水系统、LNG接收站都需要建设取水装置、海水管网，涉及到相关的设备、管道、仪表、电气等，投资数额较大；
4、经济效益和环境效益均受到一定的影响。
实用新型内容
本实用新型旨在解决上述技术问题，提供了一种经过优化的LNG接收站气化装置工艺系统，并设置必要的紧急停车系统。
根据本实用新型，提供一种LNG接收站气化装置与电厂循环水联合利用的系统，所述系统包括：IFV气化器、海水循环泵、电厂循环水系统，电厂循环水系统包括依次连接的循环水冷却塔、塔下水池、吸水池、取水泵(海水循环泵)、电厂各用冷却水设备，
IFV气化器的天然气进口端连接有LNG进料管，天然气出口端连接有NG出料管，IFV气化器的海水进口端连接来自电厂各用水设备的海水管网，IFV气化器的海水出口端连接电厂的吸水池，吸水池通过管道连接电厂各用水设备，
在IFV气化器的出口管道上设置有用于防止泥砂在气化器管内沉积的海水循环泵以及流量计，所述流量计检测到低流量信号(例如海水流量低于1000m3/h时)可启动海水循环泵。
进一步地，在IFV气化器海水出口侧设置温度检测、变送器和温度控制阀(TCV)，通过硬线自动控制TCV阀门开度，海水温度低于5℃时增大阀门开度，温度高于5℃时减小阀门开度，海水送入电厂循环水场水池(吸水池)，利用电厂设置的循环水泵将低温冷却水送入电厂各个换热器进行热交换，换热后的高温循环水回送至LNG接收站的IFV气化器，去气化LNG。
进一步地，在IFV气化器海水进口侧设置用于直接计量进入IFV气化器进口的海水量流量计。
进一步地，在IFV气化器的天然气进口端的LNG进料管上设有进口关断阀，天然气出口端的NG出料管上设有出口关断阀，IFV气化器海水流量低于设定值时，流量计检测到低低流量信号，通过变送器、仪表电缆将低低流量信号传送到中控室，在DCS系统中发出低低流量报警，并通过SIS系统联锁关闭IFV气化器进口关断阀和出口关断阀。
进一步地，在IFV气化器海水出口设置温度检测、变送器，监测到温度低低报警后，将信号通过仪表电缆送至SIS系统中，联锁关停IFV气化器进出口关断阀，确保IFV气化器换热管不受低温影响，避免设备被冻坏停用。
进一步地，在IFV气化器海水进口设置温度检测、变送器，监测到温度低低报警后，将信号通过仪表电缆送至SIS系统中，联锁关停IFV气化器进出口关断阀，确保IFV气化器换热管不受低温影响，避免设备被冻坏停用，在海水进出口侧都设置温度低低联锁，有效的保证了IFV气化器的安全运行。
电厂循环水系统中，海水从海水补水自取水泵进入循环水冷却塔的塔下水池，然后进入吸水池，通过循环水泵进入电厂各用水设备，经电厂各用水设备换热后进入IFV气化器，IFV气化器的海水出口连接吸水池，由此构成闭式循坏水系统。
进一步地，IFV气化器中间介质为丙烷。
LNG利用电厂循环水场的循环回水作为热源，LNG本身接收热量气化为NG，同时冷却的循环回水送回电厂循环水装置，作为电厂凝汽器、换热器的冷却循环供水，能源梯级利用。当海水流量小于1000m3/h，为防止泥砂在气化器管内沉积，在IFV气化器外设置一台流量600m3/h的海水循环泵及配套控制、管线等系统。IFV气化器出口设置温度控制TCV阀开度，确保供给电厂的水温度在一个较低范围内，该控制联锁通过设置在IFV气化器排水侧管线上的温度、流量变送器以及PLC硬线实现整个控制过程。
其中，气化装置包括IFV气化器、海水循环泵、工艺管路、阀门、仪表以及相应的控制联锁系统；
电厂循环水系统包括循环水冷却塔、塔下水池、吸水池、取水泵、电厂各用冷却水设备、工艺管路、阀门、仪表以及相应的控制系统。
该系统适用于电厂与LNG接收站毗邻建设的项目。
IFV气化器排水侧海水流量，通过设置在排水侧的温度检测、变送器、流量计以及调节阀TCV，对IFV气化器排水侧的海水温度进行控制，达到设定值后，TCV阀自动开启，将低温循环水送回电厂，保证供给给电厂的循环水温度控制在5℃左右。
由于循环水场供回水温差随着季节的变化，温差变化较大，在夏季高峰用电月(7-8月)尤为明显，而单台IFV气化器的用水量随着海水温差的变大，所需海水量进一步减小，以气化量为200t/h的IFV气化器为例，所需循环水为4000t/h(传统在8000t/h)。另一方面，流量过小的循环水流入IFV气化器，海水流速较低，容易导致海水过渡段泥沙沉积，这就要求LNG接收站的操作工需要定期的对IFV气化器进行清理，操作成本增加。本实用新型中为了进一步解决这个难题，在IFV气化器海水侧增设海水循环泵，在IFV气化器海水出口侧引一条旁路管线至IFV气化器海水进口，建立一个IFV气化器的海水内循环，当IFV气化器所需循环水量小于1000m3/h时，通过设置在IFV海水排水侧的流量计检测、变送器及DCS控制联锁系统自动启动海水循环泵，并在之后一段时间对海水循环泵的流量进行调节，降低了IFV气化器过渡段泥沙沉积的可能性，减少人工清理的成本。
为了保证IFV气化器的安全运行，在IFV气化器进口(接于海水循环泵回流线之后)设置流量低低联锁及温度低低联锁，同时在海水循环水泵入口侧设置温度低低联锁，当发生紧急工况时，检测出的温度及流量信号通过变送器，将报警信号传送到SIS系统中，紧急关停IFV气化器进出口的ESDV阀，达到IFV气化器长周期安全运行的目的。
LNG接收站与电厂循环水装置的循环水联合利用，不仅是一种大型LNG接收站冷能利用的新技术，同时也是一种新型的闭式循环系统新技术。
本实用新型具有以下有益效果：
1、降低了设备、管道、电仪、海工系统及场地的整体投资；
2、联合共用一套闭式循环水装置，能量梯级有效利用；
3、海水闭式循环，避免了环保相关条文中，对海水取排水中温度变化的限制；
4、开发了一种新的LNG冷能利用的技术；
5、开发了一种新型的闭式循环水系统。
附图说明
图1是LNG气化装置示意图。
图2是电厂循环水系统示意图。
图1中的PIC0102为压力指示控制FCV0101阀门开度的压力检测、变送系统的整个控制回路所用仪表件；FIT0104为流量指示控制FCV0101阀门开度的压力检测、变送系统的整个控制回路所用仪表件；SSW0101为选择按钮，用于中控室操作人员远程对控制回路的选择；FXY0101为逻辑控制器，用于对温度、压力、流量三个信号进行比对，计算出偏差较大的信号送入DCS系统；FIC0101为流量指示控制回路，用于操作员对FCV0101进行手动控制；FI0102为海水出口流量指示控制海水循环泵的流量检测、变送系统的整个控制回路所用的仪表(流量计)；TICA0103为海水出口温度指示控制报警，用于检测海水出口温度，并控制阀门TCV0101开度，也可以送入SIS系统开关IFV气化器进出口开关阀；FI0103用于指示进IFV气化器进口海水流量的流量计，TIA0102用于指示报警进IFV气化器海水温度(温度指示报警回路)。
具体实施方式
下面，将结合附图1、2对本实施方式进行进一步详细的说明。
如图1所示，本实用新型的一种LNG接收站气化装置与电厂循环水联合利用的系统包括：IFV气化器1、海水循环泵P-0101、电厂循环水系统，电厂循环水系统包括循环水冷却塔C-0201、塔下水池3、吸水池4、取水泵P-0201、电厂各用冷却水设备5；
IFV气化器的天然气进口端连接有LNG进料管，天然气出口端连接有NG出料管，IFV气化器的海水进口端连接来自电厂各用水设备的海水管网，IFV气化器的海水出口端连接电厂的吸水池，吸水池通过管道连接电厂各用水设备，NG出料管上还设有调压计量撬2，计量撬反馈的流量信号，通过FIT0104(流量指示控制器)或PIC0102(压力指示控制器)至FCV0101阀门控制回路FIC0101调节IFV气化器进口的LNG流量，以控制接收站NG出口压力和流量的目的。
在IFV气化器的出口管道上设置有用于防止泥砂在气化器管内沉积的海水循环泵P-0101以及流量计FI-0102，所述流量计检测到低流量信号(例如海水流量低于1000m3/h时)可启动海水循环泵P-0101。例如，IFV气化器海水流量低于1000m3/h时，流量计检测到低流量信号，在中控室发出低流量报警，并通过硬线联锁开启海水循环泵P-0101。海水循环泵P-0101正常运行过程中，通过变频调节控制海水循环泵的转速，控制海水排水量。同时保证进入IFV气化器海水进口侧的流量大于1000m3/h，确保IFV气化器的长期稳定运行，减少定期清理成本。
电厂循环水系统中，海水从海水补水自取水泵进入循环水冷却塔C0201的塔下水池3，然后进入吸水池4，通过循环水泵P-0201进入电厂各用水设备5，经电厂各用水设备5换热后进入IFV气化器，IFV气化器的海水出口连接吸水池，由此构成闭式循坏水系统。
根据本实用新型的一个实施方式，在IFV气化器海水进口侧设置流量计FI-0103，与传统设置在海水总管位置不同，直接计量进入IFV气化器进口的海水量。
进一步地，在IFV气化器的天然气进口端的LNG进料管上设有进口关断阀ESDV-0101，天然气出口端的NG出料管上设有出口关断阀ESDV-0102，IFV气化器海水流量低于设定值时，流量计检测到低低流量信号，通过变送器、仪表电缆将低低流量信号传送到中控室，在DCS系统中发出低低流量报警，并通过SIS系统联锁关闭IFV气化器进口关断阀和出口关断阀ESDV-0101、ESDV-0102。
进一步地，在IFV气化器海水出口侧设置温度检测、变送器(TICA0103)和温度控制阀(TCV)，通过硬线自动控制TCV阀门开度，海水温度低于5℃时增大阀门开度，温度高于5℃时减小阀门开度，海水送入电厂循环水场水池(吸水池)，利用电厂设置的循环水泵P-0201将低温冷却水送入电厂各个换热器进行热交换，换热后的高温循环水回送至LNG接收站的IFV气化器，去气化LNG。
进一步地，在IFV气化器海水出口设置温度检测、变送器(TICA0103)，监测到温度低低报警后，将信号通过仪表电缆送至SIS系统中，联锁关停IFV气化器进出口关断阀ESDV-0101、ESDV-0102，确保IFV气化器换热管不受低温影响，避免设备被冻坏停用。
进一步地，采用闭式循环水系统，即通过IFV至冷却水系统整个路由连接成一整套封闭的循环水在系统中流动，避免了LNG接收站取排水受环保部门对于温升限制的影响，降低了温升变化较大对海洋生物的影响。
上述系统的优点包括：
(1)LNG接收站海水气化装置与电厂循环水共用一套取水设备及系统，可降低整个工程的投资成本；
(2)IFV气化器所需海水量大幅度降低，减少量达50％；同时海水管道管径可进一步缩小，相应的管件阀门等进行优化，进一步降低气化装置的投资；
(3)经IFV换热器换热后的海水温度大幅度降低，送回电厂作为循环水系统的冷源，可减少循环水的冷却时间，缩小冷却塔的规模，提高整个循环水系统的利用效率，进一步降低电厂投资；
(4)很大程度上降低了能耗，减少了环境污染，实现经济效益与环境效益的“双赢”。
(5)避免了海水直排受环境保护5℃温升的影响。
(6)同时实现冷能梯级利用和循环水闭式循环，有效的利用冷热能。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种LNG接收站气化装置与电厂循环水联合利用的系统，其特征在于，所述系统包括：IFV气化器、海水循环泵、电厂循环水系统，电厂循环水系统包括依次连接的循环水冷却塔、塔下水池、吸水池、取水泵、电厂各用冷却水设备；
IFV气化器的天然气进口端连接有LNG进料管，天然气出口端连接有NG出料管，IFV气化器的海水进口端连接来自电厂各用水设备的海水管网，IFV气化器的海水出口端连接电厂循环水系统的吸水池，吸水池通过管道连接电厂各用冷却水设备；
在IFV气化器的出口管道上设置有用于防止泥砂在气化器管内沉积的海水循环泵以及流量计，所述流量计检测到低流量信号启动海水循环泵。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在IFV气化器海水出口侧设置温度检测、变送器和温度控制阀，通过硬线自动控制温度控制阀阀门开度，海水温度低于5℃时增大阀门开度，温度高于5℃时减小阀门开度，海水送入电厂循环水系统的吸水池，利用电厂设置的循环水泵将低温冷却水送入电厂各个换热器进行热交换，换热后的高温循环水回送至LNG接收站的IFV气化器，去气化LNG。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，在IFV气化器海水进口侧设置用于直接计量进入IFV气化器进口的海水量的流量计。
4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，在IFV气化器的天然气进口端的LNG进料管上设有进口关断阀，天然气出口端的NG出料管上设有出口关断阀，IFV气化器海水流量低于设定值时，流量计检测到低低流量信号，通过变送器、仪表电缆将低低流量信号传送到中控室，在DCS系统中发出低低流量报警，并通过SIS系统联锁关闭IFV气化器进口关断阀和出口关断阀。
5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，在IFV气化器海水出口设置温度检测、变送器，监测到温度低低报警后，将信号通过仪表电缆送至SIS系统中，联锁关停IFV气化器进出口关断阀，确保IFV气化器换热管不受低温影响，避免设备被冻坏停用。
6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，在IFV气化器海水进口设置温度检测、变送器，监测到温度低低报警后，将信号通过仪表电缆送至SIS系统中，联锁关停IFV气化器进出口关断阀，确保IFV气化器换热管不受低温影响，避免设备被冻坏停用，在海水进出口侧都设置温度低低联锁，有效的保证IFV气化器的安全运行。
7.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，电厂循环水系统中，海水从海水补水自取水泵进入循环水冷却塔的塔下水池，然后进入吸水池，通过循环水泵进入电厂各用水设备，经电厂各用水设备换热后进入IFV气化器，IFV气化器的海水出口连接吸水池，由此构成闭式循坏水系统。
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