CN220062319U - 一种降低冷剂压缩机能耗的装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种降低冷剂压缩机能耗的装置，包括天然气过冷器，所述天然气过冷器安装有管道a，所述管道a安装有J‑T阀a，所述天然气过冷器与天然气液化器互通，所述天然气液化器与天然气预冷器互通，所述天然气预冷器通过支管b与循环压缩机一级入口分离器互通，所述支管b固定连接有回流管b，所述回流管b与循环压缩机二级入口缓冲罐互通，所述循环压缩机二级入口缓冲罐安装有支管d，所述支管d固定连接有回流管a。添加的回流管a和回流管b有效保护了冷剂压缩机因吸气量过少而喘振损害压缩机的现象；将高压节流制冷与混合冷剂制冷相结合，使相同量的冷剂提供更多的冷量，有效降低冷剂压缩机的能耗及液化天然气温度。

Description

一种降低冷剂压缩机能耗的装置
技术领域
本实用新型涉及一种降低冷剂压缩机能耗的装置，具体为一种降低冷剂压缩机能耗的装置，属于天然气液化装置技术领域。
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。天然气液化装置大致分为：混合冷剂制冷压缩机装置、膨胀机制冷装置、阶段式制冷装置、高压节流制冷装置。
现有技术的天然气液化装置有以下缺点：1、天然气液化过程中冷剂压缩机易因吸气量过少而喘振，造成压缩机损害；2、目前，天然气液化工厂主要以混合冷剂制冷装置为主，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装置大多工艺流程复杂、工程量大、开停车程序复杂，能耗较高，因此，针对上述问题进行改进。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种降低冷剂压缩机能耗的装置，添加的回流管a和回流管b有效保护了冷剂压缩机因吸气量过少而喘振损害压缩机的现象；将高压节流制冷与混合冷剂制冷相结合，使相同量的冷剂提供更多的冷量，有效降低冷剂压缩机的能耗及液化天然气温度。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，一种降低冷剂压缩机能耗的装置，包括天然气过冷器，所述天然气过冷器安装有管道a，所述管道a安装有J-T阀a，所述天然气过冷器与天然气液化器互通，所述天然气液化器与天然气预冷器互通，所述天然气预冷器通过支管b与循环压缩机一级入口分离器互通，所述支管b固定连接有回流管b，所述回流管b与循环压缩机二级入口缓冲罐互通，所述循环压缩机二级入口缓冲罐安装有支管d，所述支管d固定连接有回流管a，所述回流管a安装有连接管，所述连接管安装有循环压缩机高压分离器。
优选的，所述天然气液化器安装有管道c，所述管道c安装有J-T阀c，所述天然气预冷器安装有管道b，所述管道b安装有J-T阀b。
优选的，所述天然气预冷器的出气口延伸到低温混合冷剂分离器的内部，所述低温混合冷剂分离器的出液口延伸到天然气液化器的内部。
优选的，所述回流管b安装有回流阀b，所述回流管a安装有回流阀a，所述循环压缩机高压分离器底端安装有支管a，所述支管a安装有液相节流降压阀。
优选的，所述支管a安装有支管d，所述支管d安装有循环压缩机中间冷却器，所述循环压缩机中间冷却器左侧安装有支管c。
优选的，所述支管c底端安装有循环冷剂压缩机一级压缩，所述支管c安装有热吹管，所述热吹管安装在循环压缩机一级入口分离器的左侧，所述热吹管安装有热吹阀。
优选的，所述循环压缩机二级入口缓冲罐与循环冷剂压缩机二级压缩互通，所述循环冷剂压缩机二级压缩与循环压缩机后冷却器互通，所述循环压缩机后冷却器的出气口延伸到循环压缩机高压分离器的内部。
本实用新型的有益效果是：
1、添加的回流管a和回流管b有效保护了冷剂压缩机因吸气量过少而喘振损害压缩机的现象；循环压缩机二级入口缓冲罐顶端出口管线与循环冷剂压缩机二级压缩，且管线左侧连接有回流管b，回流管b与循环压缩机一级入口分离器入口处支管b相连，可把循环压缩机二级入口缓冲罐分离出的气相冷剂输送到循环压缩机一级入口分离器内，以增加循环压缩机一级入口分离器处入口气体量，防止喘震现象发生；同时循环压缩机高压分离器出口处连接的连接管左侧连接有回流管a，回流管a与循环压缩机二级入口缓冲罐入口处的支管d相连，可把循环压缩机高压分离器分离出的气相冷剂输送到循环压缩机二级入口缓冲罐内，以增加循环压缩机二级入口缓冲罐入口气体量，防止喘震现象发生，可通过回流管a和回流管b配合避免冷剂压缩机因吸气量过少而喘振损害压缩机。
2、将高压节流制冷与混合冷剂制冷相结合，使相同量的冷剂提供更多的冷量，有效降低冷剂压缩机的能耗及液化天然气温度；本工艺采用氮气、甲烷、乙烯、丁烷作为冷剂，天然气预冷器壳程的混合冷剂，压力为0.4MPa，温度约17℃，经支管b输送进循环压缩机一级入口分离器分离后，气相进入循环冷剂压缩机一级压缩，增压至2.7MPa，经循环压缩机中间冷却器空冷至42℃后，进入循环压缩机二级入口缓冲罐分离，分离出的气相进入循环冷剂压缩机二级压缩，出口压力增至5.7MPa，利用循环压缩机后冷却器空冷却至42℃，进入循环压缩机高压分离器中分离，循环压缩机高压分离器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的两相流混合进入循环压缩机二级入口缓冲罐，循环压缩机二级入口缓冲罐作为冷剂重组分的缓冲罐，循环压缩机二级入口缓冲罐分离出的液态烃(HMR)进入天然气预冷器管程，这些混合冷剂重组分被冷却至-38℃，经管道b上J-T阀b节流膨胀降温后再进入天燃气预冷器的壳程，为天燃气预冷器提供冷量；循环压缩机高压分离器分离出的气相在天然气预冷器中部分冷凝，温度降至-38℃，进入低温混合冷剂分离器中分离；分离出的液相(MMR)在天然气液化器中深冷降温至约-118℃，再经管道c上J-T阀c节流膨胀降温后进入天然气液化器的壳程，为天然气液化器提供冷量，并由天然气液化器的底部流出，进入天然气预冷器的壳程，与壳程的HMR汇合为天然气预冷器提供冷量；低温混合冷剂分离器分离出的气相(LMR)，在天然气液化器中冷凝并在天然气过冷器中过冷至约-166℃，经管道a上J-T阀a节流后进入天然气液化器的壳程，为天然气过冷器提供冷量，并由天然气过冷器的底部流出，进入天然气液化器的壳程，与壳程的MMR汇合，为天然气液化器提供冷量，再由天然气液化器的底部流出，进入天然气预冷器的壳程，与壳程的HMR汇合，为天然气预冷器提供冷量。换热完成的冷剂，再返回循环压缩机一级入口分离器，进入循环冷剂压缩机一级压缩，进入下一个循环。冷剂经节流减压膨胀提供不同温度梯度的制冷量，实现逐步冷却和液化天然气的目的。冷剂再回到压缩机，重新加压，节流减压膨胀，整个过程连续进行，保证了冷剂的循环利用。
附图说明
图1为本实用新型整体的结构示意图；
图2为本实用新型的回流管的结构示意图。
图中：1、天然气过冷器；2、管道a；3、J-T阀a；4、低温混合冷剂分离器；5、循环压缩机后冷却器；6、连接管；7、循环冷剂压缩机二级压缩；8、回流管a；9、循环压缩机高压分离器；10、支管a；11、液相节流降压阀；12、回流阀a；13、循环压缩机二级入口缓冲罐；14、回流阀b；15、循环压缩机一级入口分离器；16、热吹管；17、热吹阀；18、支管b；19、天然气预冷器；20、J-T阀b；21、管道b；22、天然气液化器；23、J-T阀c；24、管道c；25、循环冷剂压缩机一级压缩；26、支管c；27、循环压缩机中间冷却器；28、支管d；29、回流管b。
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。
实施例1请参阅图1-2所示，一种降低冷剂压缩机能耗的装置，包括天然气过冷器1，所述天然气过冷器1安装有管道a2，天然气过冷器1连接的管道a2与天然气过冷器1互通，所述管道a2安装有J-T阀a3，所述天然气过冷器1与天然气液化器22互通，所述天然气液化器22与天然气预冷器19互通，所述天然气预冷器19通过支管b18与循环压缩机一级入口分离器15互通，天然气预冷器19内气相经支管b18向循环压缩机一级入口分离器15内输送，所述支管b18固定连接有回流管b29，回流管b29出口端与支管b18连接，所述回流管b29与循环压缩机二级入口缓冲罐13互通，循环压缩机二级入口缓冲罐13顶端管线与回流管b29连接，所述循环压缩机二级入口缓冲罐13安装有支管d28，所述支管d28固定连接有回流管a8，回流管a8出口端与支管d28连接，所述回流管a8安装有连接管6，连接管6一侧连接有回流管a8，连接管6与天然气预冷器19连接，所述连接管6安装有循环压缩机高压分离器9。
具体而言，所述天然气液化器22安装有管道c24，所述管道c24安装有J-T阀c23，所述天然气预冷器19安装有管道b21，所述管道b21安装有J-T阀b20，天然气液化器22和天然气预冷器19连接的管道处结构相同。
具体而言，所述天然气预冷器19的出气口延伸到低温混合冷剂分离器4的内部，天然气预冷器19内气相向低温混合冷剂分离器4内输送，所述低温混合冷剂分离器4的出液口延伸到天然气液化器22的内部。
具体而言，所述回流管b29安装有回流阀b14，回流阀b14可对回流管b29内气相流通情况进行控制，所述回流管a8安装有回流阀a12，回流阀a12可对回流管a8内气相流通情况进行控制，所述循环压缩机高压分离器9底端安装有支管a10，所述支管a10安装有液相节流降压阀11。
具体而言，所述支管a10安装有支管d28，循环压缩机高压分离器9内液相经支管a10输送进支管d28内，所述支管d28安装有循环压缩机中间冷却器27，循环压缩机中间冷却器27内液相经支管d28向循环压缩机二级入口缓冲罐13内输送，所述循环压缩机中间冷却器27左侧安装有支管c26。
具体而言，所述支管c26底端安装有循环冷剂压缩机一级压缩25，循环冷剂压缩机一级压缩25内气相经支管c26向循环压缩机中间冷却器27内输送，所述支管c26安装有热吹管16，所述热吹管16安装在循环压缩机一级入口分离器15的左侧，所述热吹管16安装有热吹阀17。
实施例2：请参阅图1，本实施例与实施例1的区别在于：所述循环压缩机二级入口缓冲罐13与循环冷剂压缩机二级压缩7互通，循环压缩机二级入口缓冲罐13内分离的气相向循环冷剂压缩机二级压缩7内输送，所述循环冷剂压缩机二级压缩7与循环压缩机后冷却器5互通，循环压缩机后冷却器5可对气相进行冷却，所述循环压缩机后冷却器5的出气口延伸到循环压缩机高压分离器9的内部，冷却后的气相输送进循环压缩机高压分离器9内。
本实用新型在使用时，本工艺采用氮气、甲烷、乙烯、丁烷作为冷剂，天然气预冷器19壳程的混合冷剂，压力为0.4MPa，温度约17℃，经支管b输送进循环压缩机一级入口分离器15分离后，气相进入循环冷剂压缩机一级压缩25，增压至2.7MPa，经循环压缩机中间冷却器27空冷至42℃后，进入循环压缩机二级入口缓冲罐13分离，分离出的气相进入循环冷剂压缩机二级压缩7，出口压力增至5.7MPa，利用循环压缩机后冷却器5空冷却至42℃，进入循环压缩机高压分离器9中分离，循环压缩机高压分离器9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27的两相流混合进入循环压缩机二级入口缓冲罐13，循环压缩机二级入口缓冲罐13作为冷剂重组分的缓冲罐，循环压缩机二级入口缓冲罐13分离出的液态烃(HMR)进入天然气预冷器19管程，这些混合冷剂重组分被冷却至-38℃，经管道b21上J-T阀b20节流膨胀降温后再进入天燃气预冷器的壳程，为天燃气预冷器提供冷量；循环压缩机高压分离器9分离出的气相在天然气预冷器19中部分冷凝，温度降至-38℃，进入低温混合冷剂分离器4中分离；分离出的液相(MMR)在天然气液化器22中深冷降温至约-118℃，再经管道c24上J-T阀c23节流膨胀降温后进入天然气液化器22的壳程，为天然气液化器22提供冷量，并由天然气液化器22的底部流出，进入天然气预冷器19的壳程，与壳程的HMR汇合为天然气预冷器19提供冷量；低温混合冷剂分离器4分离出的气相(LMR)，在天然气液化器22中冷凝并在天然气过冷器1中过冷至约-166℃，经管道a2上J-T阀a3节流后进入天然气液化器22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22的壳程，与壳程的MMR汇合，为天然气液化器22提供冷量，再由天然气液化器22的底部流出，进入天然气预冷器19的壳程，与壳程的HMR汇合，为天然气预冷器19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15，进入循环冷剂压缩机一级压缩25，进入下一个循环。天然气首先通过天然气预冷器19换热，使天然气温度由38℃降至-38℃；再经天然气液化器22液化，温度降为-118℃；再进入天然气过冷器1，温度降为-166℃，最后经液化天然气节流阀减压后进入液化天然气储罐。循环冷剂压缩机一级压缩25出口管连接的支管c上连接有一条热吹管16，热吹管16连接到循环压缩机一级入口分离器15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15罐底内的液化重冷剂组分，循环压缩机二级入口缓冲罐13顶端出口管线与循环冷剂压缩机二级压缩7，且管线左侧连接有回流管b29，回流管b29与循环压缩机一级入口分离器15入口处支管b相连，可把循环压缩机二级入口缓冲罐13分离出的气相冷剂输送到循环压缩机一级入口分离器15内，以增加循环压缩机一级入口分离器15处入口气体量，防止喘震现象发生；同时循环压缩机高压分离器9出口处连接的连接管6左侧连接有回流管a8，回流管a8与循环压缩机二级入口缓冲罐13入口处的支管d相连，可把循环压缩机高压分离器9分离出的气相冷剂输送到循环压缩机二级入口缓冲罐13内，以增加循环压缩机二级入口缓冲罐13入口气体量，防止喘震现象发生，可通过回流管a8和回流管b29配合避免冷剂压缩机因吸气量过少而喘振损害压缩机。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种降低冷剂压缩机能耗的装置，包括天然气过冷器(1)，其特征在于：所述天然气过冷器(1)安装有管道a(2)，所述管道a(2)安装有J-T阀a(3)，所述天然气过冷器(1)与天然气液化器(22)互通，所述天然气液化器(22)与天然气预冷器(19)互通，所述天然气预冷器(19)通过支管b(18)与循环压缩机一级入口分离器(15)互通，所述支管b(18)固定连接有回流管b(29)，所述回流管b(29)与循环压缩机二级入口缓冲罐(13)互通，所述循环压缩机二级入口缓冲罐(13)安装有支管d(28)，所述支管d(28)固定连接有回流管a(8)，所述回流管a(8)安装有连接管(6)，所述连接管(6)安装有循环压缩机高压分离器(9)。
2.根据权利要求1所述的一种降低冷剂压缩机能耗的装置，其特征在于：所述天然气液化器(22)安装有管道c(24)，所述管道c(24)安装有J-T阀c(23)，所述天然气预冷器(19)安装有管道b(21)，所述管道b(21)安装有J-T阀b(20)。
3.根据权利要求1所述的一种降低冷剂压缩机能耗的装置，其特征在于：所述天然气预冷器(19)的出气口延伸到低温混合冷剂分离器(4)的内部，所述低温混合冷剂分离器(4)的出液口延伸到天然气液化器(22)的内部。
4.根据权利要求1所述的一种降低冷剂压缩机能耗的装置，其特征在于：所述回流管b(29)安装有回流阀b(14)，所述回流管a(8)安装有回流阀a(12)，所述循环压缩机高压分离器(9)底端安装有支管a(10)，所述支管a(10)安装有液相节流降压阀(11)。
5.根据权利要求4所述的一种降低冷剂压缩机能耗的装置，其特征在于：所述支管a(10)安装有支管d(28)，所述支管d(28)安装有循环压缩机中间冷却器(27)，所述循环压缩机中间冷却器(27)左侧安装有支管c(26)。
6.根据权利要求5所述的一种降低冷剂压缩机能耗的装置，其特征在于：所述支管c(26)底端安装有循环冷剂压缩机一级压缩(25)，所述支管c(26)安装有热吹管(16)，所述热吹管(16)安装在循环压缩机一级入口分离器(15)的左侧，所述热吹管(16)安装有热吹阀(17)。
7.根据权利要求1所述的一种降低冷剂压缩机能耗的装置，其特征在于：所述循环压缩机二级入口缓冲罐(13)与循环冷剂压缩机二级压缩(7)互通，所述循环冷剂压缩机二级压缩(7)与循环压缩机后冷却器(5)互通，所述循环压缩机后冷却器(5)的出气口延伸到循环压缩机高压分离器(9)的内部。
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