CN217979518U - 一种降低能耗的液化天然气装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种降低能耗的液化天然气装置，包括天然气过冷器、天然气液化器和天然气预冷器，所述天然气过冷器的下方设置有天然气液化器，且天然气液化器的下方设置有天然气预冷器；还包括：循环压缩机一级入口分离器，其设置于所述天然气预冷器的右侧，所述循环压缩机一级入口分离器的右端安装有循环压缩机二级入口缓冲罐，并且循环压缩机二级入口缓冲罐的右端连接有循环压缩机高压分离器。该降低能耗的液化天然气装置，在传统五组分冷剂制冷的基础上，减少了一种组分冷剂，简化了工艺流程及开停车复杂程度，将高压节流制冷与混合冷剂制冷相结合，集两者优点于一体，使相同量的冷剂提供更多的冷量，有效降低液化能耗及液化天然气温度。
Description
技术领域
本实用新型涉及液化天然气技术领域，具体为一种降低能耗的液化天然气装置。
背景技术
随着社会的发展，液化天然气作为一种清洁能源已经在天然气调峰、汽车燃料等领域被广泛应用。液化天然气的体积只为原天然气状态的1/625，体积能量密度为汽油的75％，因此液化天然气能降低储存和运输成本，且热值较高，目前，天然气液化工厂主要以混合冷剂制冷系统为主，常用的为五种组分冷剂循环制冷液化天然气，而混和制冷天然气液化系统大多工艺流程复杂、工程量大、开停车程序复杂，所以我们提出了一种降低能耗的液化天然气装置，以便于解决上述中提出的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种降低能耗的液化天然气装置，以解决上述背景技术提出的目前市场上的天然气液化工厂主要以混合冷剂制冷系统为主，常用的为五种组分冷剂循环制冷液化天然气，而混和制冷天然气液化系统大多工艺流程复杂、工程量大、开停车程序复杂的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种降低能耗的液化天然气装置，包括天然气过冷器、天然气液化器和天然气预冷器，所述天然气过冷器的下方设置有天然气液化器，且天然气液化器的下方设置有天然气预冷器；
还包括：
循环压缩机一级入口分离器，其设置于所述天然气预冷器的右侧，所述循环压缩机一级入口分离器的右端安装有循环压缩机二级入口缓冲罐，并且循环压缩机二级入口缓冲罐的右端连接有循环压缩机高压分离器；
低温混合冷剂分离器，其设置于所述天然气液化器的右侧；
三级J-T阀，其安装在所述天然气过冷器的外壁，所述天然气液化器的外壁安装有二级J-T阀，所述天然气预冷器的外壁安装有一级J-T阀。
优选的，所述天然气预冷器还包括顶盖、连接管、第一连接板、对接块、安装块、第二连接板、对接槽和螺栓孔，且天然气预冷器的顶端设置有顶盖，并且顶盖的顶端安装有连接管，所述顶盖的外壁设置有第一连接板和安装块，且第一连接板的底部安装有对接块，所述天然气预冷器的外壁固定有第二连接板和安装块，且第二连接板的内壁开设有对接槽，同时安装块的内壁开设有螺栓孔，便于对天然气预冷器进行拆装操作。
优选的，所述第一连接板和安装块均与顶盖之间为焊接连接，且第一连接板关于顶盖的纵向中心线对称分布，并且安装块在顶盖的外壁等角度分布，可以使第一连接板和安装块与顶盖之间连接的更加牢固，有效防止出现脱落的现象。
优选的，所述对接块和第一连接板的连接方式为焊接，且对接块的尺寸和对接槽的尺寸相吻合，保证了对接块和第一连接板之间连接的牢固性。
优选的，所述第二连接板和天然气预冷器之间为焊接连接，且第二连接板的位置和第一连接板的位置相对应，这样在对接块和对接槽的作用下，可以对天然气预冷器和顶盖之间安装时起到导向的效果。
优选的，所述循环压缩机一级入口分离器和循环压缩机二级入口缓冲罐之间安装有循环压缩机中间冷却器，且循环压缩机二级入口缓冲罐和循环压缩机高压分离器之间安装有循环压缩机后冷却器，所述循环压缩机一级入口分离器和循环压缩机中间冷却器之间设置有循环冷剂压缩机一级压缩，所述循环冷剂压缩机一级压缩和循环压缩机二级入口缓冲罐之间设置有循环冷剂压缩机二级压缩，所述循环压缩机中间冷却器和循环压缩机一级入口分离器之间的管道上设置有热吹阀，且循环压缩机一级入口分离器和循环压缩机二级入口缓冲罐之间的管道上安装有一级压缩回流阀，并且循环压缩机二级入口缓冲罐和循环压缩机高压分离器之间的管道上安装有液相节流降压阀，同时循环压缩机二级入口缓冲罐和天然气预冷器之间的管道上设置有二级压缩回流阀，便于整个操作的正常进行，提高对液化天然气的利用率。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)该降低能耗的液化天然气装置，在传统五组分冷剂制冷的基础上，减少了一种组分冷剂，简化了工艺流程及开停车复杂程度，将高压节流制冷与混合冷剂制冷相结合，集两者优点于一体，使相同量的冷剂提供更多的冷量，有效降低液化能耗及液化天然气温度；
(2)该降低能耗的液化天然气装置，天然气预冷器的上方设置有顶盖，且顶盖的外壁固定有第一连接板，并且第一连接板的底部设置有对接块，而天然气预冷器的外壁设置有第二连接板，在第二连接板的内壁开设有对接槽，其中对接槽的尺寸和对接块的尺寸相吻合，这样便于对天然气预冷器和顶盖之间进行拆装操作，而且在安装时，具有定位的作用。
附图说明
图1为本实用新型天然气预冷器主视结构示意图；
图2为本实用新型顶盖仰视结构示意图；
图3为本实用新型第二连接板和天然气预冷器连接俯视结构示意图；
图4为本实用新型工作流程示意图。
图中：1、天然气过冷器；2、天然气液化器；3、天然气预冷器；301、顶盖；302、连接管；303、第一连接板；304、对接块；305、安装块；306、第二连接板；307、对接槽；308、螺栓孔；4、循环压缩机一级入口分离器；5、循环压缩机二级入口缓冲罐；6、循环压缩机高压分离器；7、低温混合冷剂分离器；8、循环压缩机中间冷却器；9、循环压缩机后冷却器；10、循环冷剂压缩机一级压缩；11、循环冷剂压缩机二级压缩；12、三级J-T阀；13、二级J-T阀；14、一级J-T阀；15、热吹阀；16、一级压缩回流阀；17、液相节流降压阀；18、二级压缩回流阀。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种降低能耗的液化天然气装置，包括天然气过冷器1、天然气液化器2和天然气预冷器3，天然气过冷器1的下方设置有天然气液化器2，且天然气液化器2的下方设置有天然气预冷器3；
循环压缩机一级入口分离器4，其设置于天然气预冷器3的右侧，循环压缩机一级入口分离器4的右端安装有循环压缩机二级入口缓冲罐5，并且循环压缩机二级入口缓冲罐5的右端连接有循环压缩机高压分离器6；
低温混合冷剂分离器7，其设置于天然气液化器2的右侧；
三级J-T阀12，其安装在天然气过冷器1的外壁，天然气液化器2的外壁安装有二级J-T阀13，天然气预冷器3的外壁安装有一级J-T阀14。
天然气预冷器3还包括顶盖301、连接管302、第一连接板303、对接块304、安装块305、第二连接板306、对接槽307和螺栓孔308，且天然气预冷器3的顶端设置有顶盖301，并且顶盖301的顶端安装有连接管302，顶盖301的外壁设置有第一连接板303和安装块305，且第一连接板303的底部安装有对接块304，天然气预冷器3的外壁固定有第二连接板306和安装块305，且第二连接板306的内壁开设有对接槽307，同时安装块305的内壁开设有螺栓孔308。
第一连接板303和安装块305均与顶盖301之间为焊接连接，且第一连接板303关于顶盖301的纵向中心线对称分布，并且安装块305在顶盖301的外壁等角度分布，对接块304和第一连接板303的连接方式为焊接，且对接块304的尺寸和对接槽307的尺寸相吻合，第二连接板306和天然气预冷器3之间为焊接连接，且第二连接板306的位置和第一连接板303的位置相对应。
循环压缩机一级入口分离器4和循环压缩机二级入口缓冲罐5之间安装有循环压缩机中间冷却器8，且循环压缩机二级入口缓冲罐5和循环压缩机高压分离器6之间安装有循环压缩机后冷却器9，循环压缩机一级入口分离器4和循环压缩机中间冷却器8之间设置有循环冷剂压缩机一级压缩10，循环冷剂压缩机一级压缩10和循环压缩机二级入口缓冲罐5之间设置有循环冷剂压缩机二级压缩11，循环压缩机中间冷却器8和循环压缩机一级入口分离器4之间的管道上设置有热吹阀15，且循环压缩机一级入口分离器4和循环压缩机二级入口缓冲罐5之间的管道上安装有一级压缩回流阀16，并且循环压缩机二级入口缓冲罐5和循环压缩机高压分离器6之间的管道上安装有液相节流降压阀17，同时循环压缩机二级入口缓冲罐5和天然气预冷器3之间的管道上设置有二级压缩回流阀18。
如图1-4所示，首先将天然气通入天然气过冷器1中，天然气预冷器3壳程的混合冷剂，压力为0.4MPa，温度约17℃，经循环压缩机一级入口分离器4分离后，气相进入循环冷剂压缩机一级入口，增压至2.7MPa，经循环压缩机中间冷却器8空冷至42℃后，进入循环压缩机二级入口缓冲罐5分离，分离出的气相进入循环冷剂压缩机二级入口，出口压力增至5.7MPa，利用循环压缩机后冷却器9空冷却至42℃，进入循环压缩机高压分离器6中分离，
来自循环压缩机高压分离器6的液相节流降压至约2.7MPa，与来自于循环压缩机中间冷却器8的两相流混合进入循环压缩机二级入口缓冲罐5，循环压缩机二级入口缓冲罐5作为冷剂重组分的缓冲罐，循环压缩机二级入口缓冲罐5分离出的液态烃HMR进入天然气预冷器3管程，这些混合冷剂重组分被冷却至-38℃，经一级J-T阀14节流膨胀降温后再进入天然气预冷器3的壳程，为天然气预冷器3提供冷量。
循环压缩机高压分离器6分离出的气相在天然气预冷器3中部分冷凝，温度降至-38℃，进入低温混合冷剂分离器7分离，分离出的液相MMR在天然气液化器2中深冷降温至约-118℃，再经二级J-T阀13节流膨胀降温后进入天然气液化器2的壳程，为天然气液化器2提供冷量，并由天然气液化器2的底部流出，进入天然气预冷器3的壳程，与壳程的HMR汇合为天然气预冷器3提供冷量，
低低温混合冷剂分离器7分离出的气相LMR，在天然气液化器2中冷凝并在天然气过冷器1中过冷至约-166℃，经三级J-T阀12节流后进入天然气液化器2的壳程，为天然气过冷器1提供冷量，并由天然气过冷器1的底部流出，进入天然气液化器2的壳程，与壳程的MMR汇合，为天然气液化器2提供冷量，再由天然气液化器2的底部流出，进入天然气预冷器3的壳程，与壳程的HMR汇合，为天然气预冷器3提供冷量，换热完成的冷剂，再返回循环压缩机一级入口分离器4，进入循环冷剂压缩机一级压缩10，进入下一个循环。
天然气首先通过天然气预冷器3换热，使天然气温度由38℃降至-38℃；再经天然气液化器2液化，温度降为-118℃；再进入天然气过冷器1，温度降为-166℃，最后经液化天然气液相节流降压阀17减压后进入液化天然气储罐，循环冷剂压缩机一级出口管线上有一条热吹管线连接到循环压缩机一级入口分离器4罐底，利用一段压缩后的高温冷剂气化循环压缩机一级入口分离器4罐底内的液化重冷剂组分，
循环压缩机二级入口缓冲罐5出口管线有一条回流管线与循环压缩机一级入口分离器4入口管线相连，作用是把循环压缩机二级入口缓冲罐5分离出的气相冷剂输送到循环压缩机一级入口分离器4，以增加循环冷剂压缩机一段入口气体量，防止喘震现象发生，
循环压缩机高压分离器6出口管线有一条回流管线与循环压缩机二级入口缓冲罐5入口管线相连，作用是把循环压缩机高压分离器6分离出的气相冷剂输送到循环压缩机二级入口缓冲罐5，以增加循环冷剂压缩机二段入口气体量，防止喘震现象发生，
其中天然气预冷器3和顶盖301之间是可拆装的，这样便于对内部进行更好的清理，而且在对接块304和对接槽307的作用下，使安装时更加稳定，以上便是整个装置的工作过程，本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
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 (6)
1.一种降低能耗的液化天然气装置，包括天然气过冷器(1)、天然气液化器(2)和天然气预冷器(3)，所述天然气过冷器(1)的下方设置有天然气液化器(2)，且天然气液化器(2)的下方设置有天然气预冷器(3)；
其特征在于，还包括：
循环压缩机一级入口分离器(4)，其设置于所述天然气预冷器(3)的右侧，所述循环压缩机一级入口分离器(4)的右端安装有循环压缩机二级入口缓冲罐(5)，并且循环压缩机二级入口缓冲罐(5)的右端连接有循环压缩机高压分离器(6)；
低温混合冷剂分离器(7)，其设置于所述天然气液化器(2)的右侧；
三级J-T阀(12)，其安装在所述天然气过冷器(1)的外壁，所述天然气液化器(2)的外壁安装有二级J-T阀(13)，所述天然气预冷器(3)的外壁安装有一级J-T阀(14)。
2.根据权利要求1所述的一种降低能耗的液化天然气装置，其特征在于：所述天然气预冷器(3)还包括顶盖(301)、连接管(302)、第一连接板(303)、对接块(304)、安装块(305)、第二连接板(306)、对接槽(307)和螺栓孔(308)，且天然气预冷器(3)的顶端设置有顶盖(301)，并且顶盖(301)的顶端安装有连接管(302)，所述顶盖(301)的外壁设置有第一连接板(303)和安装块(305)，且第一连接板(303)的底部安装有对接块(304)，所述天然气预冷器(3)的外壁固定有第二连接板(306)和安装块(305)，且第二连接板(306)的内壁开设有对接槽(307)，同时安装块(305)的内壁开设有螺栓孔(308)。
3.根据权利要求2所述的一种降低能耗的液化天然气装置，其特征在于：所述第一连接板(303)和安装块(305)均与顶盖(301)之间为焊接连接，且第一连接板(303)关于顶盖(301)的纵向中心线对称分布，并且安装块(305)在顶盖(301)的外壁等角度分布。
4.根据权利要求2所述的一种降低能耗的液化天然气装置，其特征在于：所述对接块(304)和第一连接板(303)的连接方式为焊接，且对接块(304)的尺寸和对接槽(307)的尺寸相吻合。
5.根据权利要求2所述的一种降低能耗的液化天然气装置，其特征在于：所述第二连接板(306)和天然气预冷器(3)之间为焊接连接，且第二连接板(306)的位置和第一连接板(303)的位置相对应。
6.根据权利要求1所述的一种降低能耗的液化天然气装置，其特征在于：所述循环压缩机一级入口分离器(4)和循环压缩机二级入口缓冲罐(5)之间安装有循环压缩机中间冷却器(8)，且循环压缩机二级入口缓冲罐(5)和循环压缩机高压分离器(6)之间安装有循环压缩机后冷却器(9)，所述循环压缩机一级入口分离器(4)和循环压缩机中间冷却器(8)之间设置有循环冷剂压缩机一级压缩(10)，所述循环冷剂压缩机一级压缩(10)和循环压缩机二级入口缓冲罐(5)之间设置有循环冷剂压缩机二级压缩(11)，所述循环压缩机中间冷却器(8)和循环压缩机一级入口分离器(4)之间的管道上设置有热吹阀(15)，且循环压缩机一级入口分离器(4)和循环压缩机二级入口缓冲罐(5)之间的管道上安装有一级压缩回流阀(16)，并且循环压缩机二级入口缓冲罐(5)和循环压缩机高压分离器(6)之间的管道上安装有液相节流降压阀(17)，同时循环压缩机二级入口缓冲罐(5)和天然气预冷器(3)之间的管道上设置有二级压缩回流阀(18)。
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