CN210718202U - 一种余冷余热联合制冷制淡系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种余冷余热联合制冷制淡系统，包括：LNG气化系统，以混合制冷剂R410A作为载冷剂对岛内LNG的冷能进行载冷，包括空温式气化器、储液器、换热器1、换热器2、泵等；低压氨制冷制淡循环系统，由经过换热的NH₃作为制冷剂在低压液氨制冷系统里分别进行制冷、制冰制淡，低压液氨制冷系统的制冷部分由冷库、结晶器、液氨收集罐、截止阀、流量计、泵和相应的调节阀设备组成；电压缩氨辅助制冷循环系统，由压缩机、气液分离器、节流阀、截止阀及换热器3、换热器4组成；海水闪蒸淡化系统，由海水过滤器、海水泵、海水预热器、烟气水换热器、水汽凝结器等组成。本实用新型实现了LNG余冷、烟气余热的高效利用。

Description

一种余冷余热联合制冷制淡系统

技术领域

本实用新型涉及节能设备领域，具体涉及一种余冷余热联合制冷制淡系统。

背景技术

LNG作为绿色能源，具有经济高效、安全可靠、灵活方便且清洁环保等优点，是未来海岛长期使用燃料的很好选择。

烟气余热利用是提高发电厂经济性的一项重要技术措施，目前在火力发电领域普遍应用。LNG是超低温液体(-162℃到-125℃)，经燃气轮机燃烧后的尾气排气温度约467.5℃，目前尚未有可以实现LNG余冷、烟气余热的合理利用的装置。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种余冷余热联合制冷制淡系统，采用载冷剂R410A循环间接冷却，高效且安全，并且将其冷源进行梯级利用，辅助压缩式制冷设备制冷，结合“一机多库”的方式综合利用冷源；同时利用燃气轮机燃烧LNG尾气余热进行海水闪蒸制淡，在制取淡水的同时也减弱了对温室效应的影响。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种余冷余热联合制冷制淡系统，包括：

LNG气化系统，以混合制冷剂R410A作为载冷剂对岛内LNG的冷能进行载冷，包括空温式气化器、储液器、换热器1、换热器2、泵和相应的调节阀设备；

低压氨制冷制淡循环系统，由经过换热的NH₃作为制冷剂在低压液氨制冷系统里分别进行制冷、制冰制淡，低压液氨制冷系统的制冷部分由冷库、结晶器、液氨收集罐、截止阀、流量计、泵和相应的调节阀设备组成；

电压缩氨辅助制冷循环系统，由压缩机、冷凝器、气液分离器、节流阀、截止阀及换热器3、换热器4组成；

海水闪蒸淡化系统，由海水过滤器、海水泵、海水闪蒸罐、海水预热器、烟气水换热器、水汽凝结器、真空罐和真空泵组成；

LNG冷量通过换热器1， R410A吸收LNG冷量后液化为过冷液体，再通过换热器2与液氨进行热交换；同时,液氨会在换热器2中与R410a进行热交换，并进入液氨收集罐,经离心泵加压为0.40～0.60MPa后再经调压阀2降压至0.15MPa,最后送入冷库制冷与送入结晶器制冰制淡,完成低压氨制冷循环；

送入结晶器制冰制淡的部分液氨进入结晶器，与经过换热器3、换热器4进行换热过的预冷海水工作，之后使过冷海水冷却结晶并进入洗涤器进行洗涤，后进入融冰槽制成淡水流入换热器4进入储水池;

结晶器中冷却凝结后剩余的冷却浓缩海水导入水池进行进一步的海盐生产； 从结晶器中出来的氨气进入压缩机压缩,再送回冷凝器,经冷却水冷凝为35℃的液氨,经节流阀进入气液分离器并通过氨泵调压至0.15MPa,与来自低压氨制冷循环系统的0.15MPa的液氨混合后,进入冷库制冷；多余的液氨进入高压液氨储罐,以补充循环系统长期运行中损失的液氨；

冷却海水经海水预热器预热后，先经过海水过滤器再经海水泵后进入真空罐，海水通过喷嘴喷淋在海水闪蒸罐内的烟气-水换热器的表面，烟气不断加热海水让其达到闪蒸温度70℃ 进而源源不断地产生水蒸气，剩余浓度较高的海水从真空罐的底部排出，闪蒸后的蒸汽经过水汽凝结器后，水蒸气在水汽凝结器表面冷凝成水，完成制淡水过程。

本实用新型具有以下有益效果：

1）LNG常压下为-155℃的液体,在供给用户使用前需将其升温气化,而LNG的冷能利用率可达87.8%,其冷㶲利用率达26.8%,尚有较大利用空间。因此我们提出以R410A、液氨作为载冷剂并加以压缩式制冷系统进行辅助制冷，以热交换的形式对LNG进行余冷进行回收利用。

2）LNG冷能利用过程中多次使用换热器并用多种工质进行换热，虽然效率上降低了，但可以使LNG冷能在利用时更安全，更加环保。

3）常温海水在过冷浓海水中预冷，并与洗涤淡水进行热交换，提高了LNG制冷的单位制冷量，减少了LNG冷量的损耗及减少了氨的充注量，提高了制冷制淡的性能。

4）对于目前LNG发电站烟气余热损耗达30%，未得到有效利用的现状，NG燃烧发电尾气余热加热海水闪蒸冷凝制淡，进而提高了能源利用效率。

5）通过对预热的海水进行淡化，减少了海水直接加热时造成的能源浪费，充分利用了冷凝过程中可能损失的热量，减少了电站运营的经济成本，加大了NG燃烧产生的余热利用。

7）开创性的提出了LNG海岛的概念，设计了LNG从运输到利用再到节能的一体化海岛LNG清洁利用的系统，为LNG在海岛的利用提供了更为广阔的想象空间。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种余冷余热联合制冷制淡系统的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种余冷余热联合制冷制淡系统，包括：

LNG气化系统，以混合制冷剂R410A作为载冷剂对岛内LNG的冷能进行载冷，包括空温式气化器、储液器、换热器1、换热器2、泵和相应的调节阀设备；

低压氨制冷制淡循环系统，由经过换热的NH₃作为制冷剂在低压液氨制冷系统里分别进行制冷、制冰制淡，低压液氨制冷系统的制冷部分由冷库、结晶器、液氨收集罐、截止阀、流量计、泵和相应的调节阀设备组成；

电压缩氨辅助制冷循环系统，由压缩机、冷凝器、气液分离器、节流阀、截止阀及换热器3、换热器4组成；

海水闪蒸淡化系统，由海水过滤器、海水泵、海水闪蒸罐、海水预热器、烟气水换热器、水汽凝结器、真空罐和真空泵组成；

LNG冷量通过换热器1， R410A吸收LNG冷量后液化为过冷液体，再通过换热器2与液氨进行热交换；同时,液氨会在换热器2中与R410a进行热交换，并进入液氨收集罐,经离心泵加压为0.40～0.60MPa后再经调压阀2降压至0.15MPa,最后送入冷库制冷与送入结晶器制冰制淡,完成低压氨制冷循环；

送入结晶器制冰制淡的部分液氨进入结晶器，与经过换热器3、换热器4进行换热过的预冷海水工作，之后使过冷海水冷却结晶并进入洗涤器进行洗涤，后进入融冰槽制成淡水流入换热器4进入储水池;

结晶器中冷却凝结后剩余的冷却浓缩海水导入水池进行进一步的海盐生产；当冷库的需冷量较大或着LNG冷量供应不足时,为维持原有的制冷需求,我们需要在进行低压氨制冷循环的同时,打开阀门,开启电压缩氨制冷循环系统， 从结晶器中出来的氨气进入压缩机压缩,再送回冷凝器,经冷却水冷凝为35℃的液氨,经节流阀进入气液分离器并通过氨泵调压至0.15MPa,与来自低压氨制冷循环系统的0.15MPa的液氨混合后,进入冷库制冷；多余的液氨进入高压液氨储罐,以补充循环系统长期运行中损失的液氨；

冷却海水经海水预热器预热后，先经过海水过滤器再经海水泵后进入真空罐，本设计中，海水温度取25℃，海水通过喷嘴喷淋在海水闪蒸罐内的烟气-水换热器的表面，烟气不断加热海水让其达到闪蒸温度70℃ 进而源源不断地产生水蒸气，剩余浓度较高的海水从真空罐的底部排出，闪蒸后的蒸汽经过水汽凝结器后，水蒸气在水汽凝结器表面冷凝成水，完成制淡水过程。

本实施例中，冷库中的冷风机选用湖南三工冷冻空调设备有限公司冷库冷风机D型系列DD型冷库冷风机；真空泵选用RPPB型水喷射真空泵，型号为：ZSB-130；LNG气化系统中的换热器1、换热器2选用螺旋管式换热器，烟气水换热器选用管壳式换热器；海水预热器选用螺旋板式换热器；LNG气化系统内的泵包括低温潜液泵和普通悬臂式泵，流量范围0~1000m³/h，扬程范围30~500m，温度最低至-200℃。潜液式低温泵是将泵与电机集成于一体，通常安装于泵池或泵井中，工作时整体潜入低温液体内，其最大的优点在于不需要任何轴封且零泄漏，再加上其结构简单、运行稳定可靠、安全性高，是目前输送LNG等易燃易爆低温液体最理想的选择。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (1)

1.一种余冷余热联合制冷制淡系统，其特征在于：包括：

LNG气化系统，以混合制冷剂R410A作为载冷剂对岛内LNG的冷能进行载冷，包括空温式气化器、储液器、换热器1、换热器2、泵和相应的调节阀设备；

低压氨制冷制淡循环系统，由经过换热的NH₃作为制冷剂在低压液氨制冷系统里分别进行制冷、制冰制淡，低压液氨制冷系统的制冷部分由冷库、结晶器、液氨收集罐、截止阀、流量计、泵和相应的调节阀设备组成；

电压缩氨辅助制冷循环系统，由压缩机、冷凝器、气液分离器、节流阀、截止阀及换热器3、换热器4组成；

海水闪蒸淡化系统，由海水过滤器、海水泵、海水闪蒸罐、海水预热器、烟气水换热器、水汽凝结器、真空罐和真空泵组成；

LNG冷量通过换热器1， R410A吸收LNG冷量后液化为过冷液体，再通过换热器2与液氨进行热交换；同时,液氨会在换热器2中与R410a进行热交换，并进入液氨收集罐,经离心泵加压为0.40～0.60MPa后再经调压阀2降压至0.15MPa,最后送入冷库制冷与送入结晶器制冰制淡,完成低压氨制冷循环；

送入结晶器制冰制淡的部分液氨进入结晶器，与经过换热器3、换热器4进行换热过的预冷海水工作，之后使过冷海水冷却结晶并进入洗涤器进行洗涤，后进入融冰槽制成淡水流入换热器4进入储水池;

结晶器中冷却凝结后剩余的冷却浓缩海水导入水池进行进一步的海盐生产；从结晶器中出来的氨气进入压缩机压缩,再送回冷凝器,经冷却水冷凝为35℃的液氨,经节流阀进入气液分离器并通过氨泵调压至0.15MPa,与来自低压氨制冷循环系统的0.15MPa的液氨混合后,进入冷库制冷；多余的液氨进入高压液氨储罐,以补充循环系统长期运行中损失的液氨；

冷却海水经海水预热器预热后，先经过海水过滤器再经海水泵后进入真空罐，海水通过喷嘴喷淋在海水闪蒸罐内的烟气-水换热器的表面，烟气不断加热海水让其达到闪蒸温度70℃ 进而源源不断地产生水蒸气，剩余浓度较高的海水从真空罐的底部排出，闪蒸后的蒸汽经过水汽凝结器后，水蒸气在水汽凝结器表面冷凝成水，完成制淡水过程。

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