CN201093819Y - 一种lng冷能梯级、集成利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种LNG冷能梯级、集成利用系统，利用液化天然气(LNG)冷能梯级、集成用于低温发电、冷库、室内滑冰场和冷水空调项目的工艺技术，并建立了冷能服务公司、冷库公司、室内滑冰场公司和冷水空调公司四个建设项目。本系统可控制冷媒传输过程中管网建设成本和冷能损失最小化，能够根据不同冷能用户对各自冷媒温位和冷能数量的要求，整体考虑冷能的温度对口和供需平衡问题，利用冷箱设计技术，使各冷阱的相互匹配和优化，实现冷能的梯级、充分利用。以每天16万方天然气的气化规模为例，该工艺技术一年可节省的电力价值为600万元。
Description
技术领域
本实用新型属于能源技术领域，特别是涉及液化天然气(LNG)的冷能回收利用、低温
开质循环发电、冷库、室内滑冰场、冷水空调及其统筹安排的交叉领域。
背景技术
生产1吨LNG耗电量为850kWh，如果LNG冷能得以充分利用，则按照0.7元/度的电价用于深冷项目计算，-162℃LNG冷能的价值约420元/吨。由于生产一吨LNG需要消耗850kWh的电力，其
值(有用功)只有120kWh左右，在液化过程中，不可逆损失达到730kWh，这是制冷过程所不可避免的。如果提高制冷技术，可减小这部分损失，但按照目前技术来看其减小程度有限。因此如果把这些冷量等温位传递给冷能用户，并考虑传热温差和过程损失，则一般可节约500～700kWh的电力。迄今为止，在国外LNG冷能利用方面的成功案例是单项利用技术，冷能利用效率较低，综合及整体化考虑LNG冷能利用的技术尚未见报道和披露。
如美国专利第6089028号为一闭环工艺热传导介质来发电。这样的发电方式相对于直接膨胀发电，效率会比较高。但参比其设备投资和LNG冷能利用效率等因素，在经济上有待进一步论证。而且，在第二热交换器中，用海水作为热流，换热以后直接排掉，没有加以利用，使得能量没有得以很好利用。
美国专利N0.4036028和N0.4231226通过冷媒来提供LNG再气化的热量，该冷媒与轮机排气和组合式循环动力设备进行热交换。尽管这些配置使LNG再气化的能耗明显减少，但是仍然存在限制完全利用LNG冷能。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种LNG冷能梯级、集成利用系统，既能节省大量电能和固定投资，也能尽快带动相应工业的发展，实现经济效益最大化。
本实用新型的目的通过如下技术方案实现：
一种LNG冷能梯级、集成利用系统，其特征在于：包括冷能服务公司、冷库公司、室内滑冰场公司和冷水空调公司控制区；
冷能服务公司控制区包括：
LNG储罐，用于存储并提供液化天然气；
丁烷换热储存部分包括：丁烷高温储罐，用于存储并提供冷媒丁烷；丁烷换热器，通过常温泵送管路与丁烷高温储罐相连通使高温冷媒丁烷降温换热；丁烷低温储罐，用于存储经丁烷换热器降温后的冷媒丁烷；换热器，通过低温泵送管路与丁烷低温储罐相连通，使冷媒丁烷再次降温换热；
换热器与丁烷高温储罐之间连接有回流管路；
低温
发电部分：包括膨胀发电机组，膨胀发电机组通过管路与丁烷换热储存部分的丁烷换热器循环连通；
所述LNG储罐连接两条输出管路：其中一管路经空气汽化管路连接天然气管网；另一管路经低温泵送管路、丁烷换热器连接膨胀发电机组，使LNG加压升温后进入膨胀发电机组作功发电，膨胀发电机组排气管路经丁烷换热器连接天然气管网，使作功后排出的低压LNG再次升温后进入天然气管网送出；
冷库、室内滑冰场和冷水空调公司控制区包括：
分别设于冷库、室内滑冰场和冷水空调公司控制区的内部换热器组、冷媒储罐；各内部换热器组的进、排气口分别通过管路连接烷换热器、冷媒储罐；各冷媒储罐分别通过输送泵回流管路连接烷换热器。
本系统具有以下有益效果：
1、建立冷能服务公司、冷库公司、室内滑冰场公司和冷水空调公司四个建设项目，利用液化天然气(LNG)冷能梯级、集成用于低温火用发电、冷库、室内滑冰场和冷水空调项目，可控制冷媒传输过程中管网建设成本和冷能损失最小化，实现冷能梯级、充分的利用。
2、通过增加泵增压---换冷---膨胀作功几个附加工艺过程，获得可观的电力和更多温位较高的冷能。
3、采用了丁烷、乙二醇水溶液、水等一次、二次冷媒，方便实现各冷阱的相互匹配和优化。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
图1是LNG冷能利用总体原则流程图。
具体实施方式
参照图1。LNG卫星站冷能集成用于低温发电、冷库、室内滑冰场和冷水空调的成套系统。
该系统建设有四个功能控制区，即冷能服务公司、冷库公司、室内滑冰场公司和冷水空调公司控制区。冷能服务公司控制区管理LNG汽化部分、丁烷换热储存部分和低温烟发电部分。即LNG从LNG储罐B3出来分为两路，一路是原有的、LNG流经空气汽化器B9、B10后进入天然气管网；一路是经LNG低温泵B6、管路加压后进入丁烷换热器B8，温度升至15℃左右后进入膨胀发电机组B7，压力降至0.4MPa左右后再进入丁烷换热器B8，温度再次升至15℃左右后进入天然气管网。同时冷媒丁烷从高温储罐B1出来，经常温泵B5、管路加压后进入丁烷换热器B8，温度降至一定程度后进入丁烷低温储罐B2储存。储罐B2中的低温丁烷经低温泵B4、管路打到换热器B24后进入冷能利用公司控制区。换热器B24与丁烷高温储罐B1之间连接有回流管路
冷库公司控制流程为：冷库冷媒经换热器B24后温度降至-40℃左右，再梯次进入冷冻库B12、B13和保鲜库B14、B16，冷媒温度升至-10℃左右后进入冷库冷媒储罐B15，冷媒储罐B15的冷媒经输送泵19、管路回流至换热器B24，实现冷库冷媒的梯级循环利用。
室内滑冰场公司控制流程为：滑冰场冷媒经换热器B24后温度降至-30℃左右，再进入各滑冰场内部换热管排B21、B22、B23，冷媒温度升至-5℃左右后进入滑冰场冷媒储罐B26，冷媒储罐B26的冷媒经输送泵27、管路回流至换热器B24，实现滑冰场冷媒的循环利用。
冷水空调公司控制流程为：空调冷水经换热器B24后温度降至2℃左右，再分别进入空调用户内部空调机组B31、B32、B33，冷水温度升至20℃左右后进入冷水储罐B29，冷水储罐B29的冷水经输送泵30、管路回流至换热器B24，实现冷水的循环利用。
如附图1中，LNG低温
发电项目是LNG卫星气化站特有的、国内唯一的、甚至世界上也是独一无二的标志性工程。以16万m3/d的规模计算，该项目一年的发电量近200万度，电力价值近100万元。其余LNG的冷能为1337kW，用于室内滑冰场335kW、冷库408kW、冷水空调594kW，则相当于节省电力1171kW，LNG卫星站每年LNG气化站所得利润为122万元；LNG冷能服务公司利润为183万元；冷能用户节省制冷费用和电力费用合计305万元；整个项目一年可创造的经济效益为600万元。LNG冷能
利用率将近30％。
Claims (3)
1.一种LNG冷能梯级、集成利用系统，其特征在于：包括冷能服务公司、冷库公司、室内滑冰场公司和冷水空调公司控制区；
冷能服务公司控制区包括：
LNG储罐，用于存储并提供液化天然气；
丁烷换热储存部分包括：丁烷高温储罐，用于存储并提供冷媒丁烷；丁烷换热器，通过常温泵送管路与丁烷高温储罐相连通使高温冷媒丁烷降温换热；丁烷低温储罐，用于存储经丁烷换热器降温后的冷媒丁烷；换热器，通过低温泵送管路与丁烷低温储罐相连通，使冷媒丁烷再次降温换热；
换热器与丁烷高温储罐之间连接有回流管路；
低温
发电部分：包括膨胀发电机组，膨胀发电机组通过管路与丁烷换热储存部分的丁烷换热器循环连通；
所述LNG储罐连接两条输出管路：其中一管路经空气汽化管路连接天然气管网；另一管路经低温泵送管路、丁烷换热器连接膨胀发电机组，使LNG加压升温后进入膨胀发电机组作功发电，膨胀发电机组排气管路经丁烷换热器连接天然气管网，使作功后排出的低压LNG再次升温后进入天然气管网送出；
冷库、室内滑冰场和冷水空调公司控制区包括：
分别设于冷库、室内滑冰场和冷水空调公司控制区的内部换热器组、冷媒储罐；各内部换热器组的进、排气口分别通过管路连接换热器、冷媒储罐；各冷媒储罐分别通过输送泵回流管路连接换热器。
2.根据权利要求1所述的LNG冷能梯级、集成利用系统，其特征在于：所述冷库公司控制区内设有冷冻库和保鲜库。
3.根据权利要求1所述的LNG冷能梯级、集成利用系统，其特征在于：所述冷水空调公司控制区的内部换热器组为空调机组。
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080730 Termination date: 20120806 |