一种用于lng液化工厂的能量回收利用系统及使用方法

文档序号:9746934阅读:601来源:国知局
一种用于lng液化工厂的能量回收利用系统及使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种LNG能量回收利用系统及使用方法,特别是关于一种LNG液化工厂LNG处理及能量回收利用领域中的用于LNG液化工厂的能量回收利用系统及使用方法。
【背景技术】
[0002]随着全球LNG产业的飞速发展,LNG已经成为世界能源体系中的重要组成部分。目前,国际上将近90%以上的新建基本负荷型天然气液化工厂采用LNG液力透平作为能量回收利用系统。
[0003]LNG液化工厂主要有四部分组成:天然气预处理净化系统、天然气液化系统、LNG储运系统、公用工程及安全控制系统与基础设施组成。其中LNG液力透平系统为LNG液化工厂的中天然气液化系统的能量回收利用系统。
[0004]在传统的LNG液化工厂中,通常采用LNG产品J-T阀对高压LNG进行节流减压,将常压的LNG储存在储罐中,在此过程中高压LNG的压力能转化为内能,增加了闪蒸气(BOG)产生量从而降低了产品LNG的产量,浪费了大量的LNG产品压力能。

【发明内容】

[0005]针对上述问题,本发明的目的是提供一种用于LNG液化工厂的能量回收利用系统及使用方法,其一方面可以对高压LNG产品节流减压,减少蒸发气量,提高LNG产量;另一方面能够回收高压LNG产品的压力能产生电能,并往回收,降低企业生产成本。
[0006]为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种用于LNG液化工厂的能量回收利用系统,其特征在于:该系统包括LNG液力透平、LNG流量控制阀、LNG产品J-T阀、紧急切断阀和旁路系统;所述LNG液力透平入口与所述LNG产品J-T阀进口均连接至LNG液化冷箱的出口,所述LNG液力透平与所述LNG流量控制阀串联构成一支路,该支路与所述LNG产品J-T阀并联,并联后输出端与所述紧急切断阀入口连接,所述紧急切断阀出口连接LNG储罐;在所述LNG液力透平出口还连接所述旁路系统,所述旁路系统控制上述各部件工作。
[0007]所述旁路系统包括控制器、变频器、转速调节器、发电机和压差调节器;所述控制器输出端分别连接所述变频器、压差调节器、LNG产品J-T阀、LNG流量控制阀和紧急切断阀,所述变频器分别经所述转速调节器、发电机与所述LNG液力透平连接,在所述LNG液力透平输入端与输出端之间的管路上设置所述压差调节器。
[0008]所述LNG液力透平连接所述发电机,所述发电机经所述变频器连接中低压电网。
[0009]所述转速调节器与所述LNG液力透平的发电机转子连接,所述转速调节器由所述控制器经所述变频器控制其工作。
[0010]—种基于上述用于LNG液化工厂的能量回收利用系统的使用方法,其特征在于:所述使用方法如下:I )LNG节流减压:来自LNG液化冷箱温度为-150°C?_160°C的高压LNG从LNG液力透平底部进入,高压LNG流经LNG液力透平等熵膨胀,高压LNG的内能转化成LNG液力透平中发电机的动能,LNG液力透平出口压力降低至3?5barg,再经LNG液力透平顶部流出经紧急切断阀将压力降低至常压存储至常压LNG储罐;2)LNG压力能回收、发电并网:高压LNG经过LNG液力透平等熵膨胀节流减压后,压力能转化成LNG液力透平中发电机转子的动能,发电机与变频器连接,发出的电能并入中低压外电网;3)LNG能量回收利用控制系统:LNG液力透平与LNG产品J-T阀共同控制来自冷箱的高压LNG温度和流量稳定,通过控制器调节发电机的发电频率来控制LNG液力透平的转速,改变LNG液力透平转速进而控制LNG液力透平的进出口压差;4)LNG液力透平的紧急关断阀:高压LNG经过LNG液力透平节流减压后,通过紧急关断阀存储到LNG储罐中。
[0011]本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:本发明可以对LNG液化工厂中的高压LNG产品进行节流减压,回收高压LNG产品的压力能变频发电、并网外输。一方面能够有效的减少蒸发气量,提高液化工厂LNG产能;另一方面可以回收压力能变频发电,并网回收,降低企业生产成本。与传统LNG液化工厂的利用J-T阀门对高压LNG减压节流方式相比,本发明能够减少高压LNG在节流过程中产生的闪蒸气量,有效提高LNG工厂的液化产能,且有副产品电能产生并入电网,减少企业生产成本。本发明可以广泛在LNG液化工厂LNG处理及能量回收利用领域中应用。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]本发明是LNG液化工厂对LNG节流减压,回收高压LNG产品压力能发电并网的系统,下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0014]如图1所示,本发明提供一种用于LNG液化工厂的能量回收利用系统,其包括LNG液力透平1、LNG流量控制阀3、LNG产品J-T阀2、紧急切断阀4和旁路系统。LNG液力透平I入口与LNG产品J-T阀2进口均连接至LNG液化冷箱的出口,LNG液力透平I与LNG流量控制阀3串联构成一支路,该支路与LNG产品J-T阀2并联,并联后输出端与紧急切断阀4入口连接,紧急切断阀4出口连接LNG储罐。在LNG液力透平I出口上还连接旁路系统,由旁路系统控制上述各部件工作。
[0015]上述实施例中,旁路系统包括控制器5、变频器6、转速调节器SC、发电机G和压差调节器I3DC ο控制器5输出端分别连接变频器6、压差调节器I3DC、LNG产品J-T阀2、LNG流量控制阀3和紧急切断阀4,LNG液力透平I分别经转速调节器SC、发电机G与变频器6,在LNG液力透平I输入端与输出端之间的管路上设置压差调节器H)C。由控制系统调节LNG液力透平1、LNG流量控制阀3与LNG产品J-T阀2,进而共同控制来自LNG液化冷箱的高压LNG温度和流量稳定,调节位于出口端的紧急切断阀4,保护整个系统的安全稳定。
[0016]上述实施例中,LNG液力透平I连接发电机G,发电机G经变频器6连接中低压电网;来自冷箱的高压LNG通过LNG液力透平I时,将压力能转化为动能,带动发电机G旋转,然后转化为电能输出
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