专利名称：用于天然气转换综合设备的冷却水设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于天然气转换综合设备的冷却方法和设备。
背景技术：
典型的天然气转换综合设备，如220吨每小时(t/h)的天然气液化(GTL)生产综合设备，总共有大约2400MW的冷却水需求。主要需要将冷却水用于冷凝空气分离装置(ASU)和发电装置中汽轮机冷凝器内的蒸汽。对于GTL处理装置中的热交换器，也需要冷却水。已经知道可通过一次性海水冷却系统来满足ASU和发电装置的冷却水需求。还知道可用淡水冷却系统来满足处理装置中热交换器的需求。对于典型的GTL生产综合设备而言，海水冷却系统有大约123000t/h的循环流量，其中引入与排出的海水之间其温差为15℃。淡水冷却系统通常需要大约14300t/h的循环流量，其中冷水源与返回到冷却塔的热水之间的温差为14℃。系统损失的水通过将废水在废水处理设备中处理之后提供给冷却塔进行补偿。应认识到，加热后的海水返回到海洋中会加热海洋，对环境带来不良影响。本发明的目的是提供一种成本有效的冷却方法和设备，能改善对环境的影响。
发明内容
根据本发明的第一方案，提供一种用于天然气转换综合设备的冷却方法，该方法包括步骤在第一开放式冷却线路中循环海水；将所述海水与热交换器相接触以吸热；冷却从所述热交换器流出的海水；在第二封闭式冷却线路中循环淡水；以及将所述淡水与所述热交换器相接触以去热。
上述方法可进一步包括用冷却后的海水来冷凝汽轮机冷凝器内的蒸汽的步骤。
上述方法可进一步包括用冷却后的淡水与所述天然气转换综合设备的热交换器进行热交换的步骤。
上述方法可进一步包括从海水输入装置补充海水的步骤。
上述方法可进一步包括将冷却后的海水作为排放返回到海洋的步骤。
根据本发明的进一步方案，提供一种用于天然气转换综合设备的冷却设备，该设备包括第一开放式海水冷却线路；热交换器，用于加热海水；冷却装置，用于冷却从所述热交换器流出的海水；第二封闭式淡水冷却线路，与用于与冷却后的海水进行热交换的所述热交换器相接触。
上述冷却装置可选自自然通风(双曲线)塔、强制通风冷却塔、逆流式塔、横流式通风塔，或它们的各种变型，这取决于天然气转换综合设备的冷却水需求。
上述冷却设备可包括用于将冷却后的海水返回到海洋的排放装置。
上述天然气转换综合设备可以是烯烃蒸馏催化转换(CatalyticConversion of Olefins to Distillates，COD)、天然气液化(GTL)、Fisher-Tropsch(FT)或甲醇生产综合设备，或它们的混合设备。
具体实施例方式
现参考概略性附图即
图1，通过220t/h GTL生产综合设备的典型示例来描述本发明。图1示出根据本发明用于天然气转换综合设备的冷却方法和设备的流程图。
现参阅图1，根据本发明用于天然气转换综合设备的冷却设备以参考编号10概括地表示，此冷却设备包括第一开放式海水冷却线路12；用于加热海水的板式热交换器14；以及冷却装置，冷却装置的形式为蒸发冷却塔16，用于冷却从热交换器14流出的海水。冷却设备还包括与用于与冷却后的海水进行热交换的板式热交换器14相接触的第二封闭式淡水冷却线路18。冷却线路12还包括空气分离和发电装置中汽轮机的蒸汽冷凝器20。
大约135702t/h的海水循环于第一开放式冷却线路12中。基本上需要大约122357t/h的海水来使空气分离和发电装置中汽轮机的冷凝器20内的蒸汽冷凝。大约13345t/h在35℃时进入板式热交换器14并在50℃时离开。淡(纯净)水冷却线路18以14298t/h流量循环时提供14℃(dT)的温度吸收能力。
大约3635t/h的海水在冷却塔16中蒸发，并且7270t/h冷却并浓缩后的35℃海水返回海洋(排放)。在浓缩周期内，返回的海水溶液的浓缩系数大约为1.5。
蒸发和返回的海水由海水输入装置22以10905t/h的海水加以补充。大约235t/h的海水送到海水淡化设备24，以生产用于综合设备10中其它地方的淡水。
应认识到-与一次性海水系统相比，海水输入装置所需容量和成本将会显著降低。对于海水的需求将会从现有技术需求量的约122357t/h减少到大约11140t/h，减少约90％；-现有技术蒸发冷却塔的设计将经处理的FT废水作为补充来源，需要在淡化装置中提供额外的容量和储存装置，以确保给塔补充足够的淡水，从而补偿废水处理设备和/或FT综合装置中的失调。而根据本发明的冷却方法和设备就不再需要，因为它用板式热交换器冷却系统(封闭式系统)取代了现有技术的冷却塔(蒸发)系统。这使得220t/h GTL生产综合设备的淡化装置其典型设计容量减少到100t/h；-据估计，根据本发明的海水冷却塔的冷却水供应温度可根据环境条件而降到33℃或更低。因此能得到15℃以上温差，这会使得所需冷凝器表面积和/或冷却水需求减少；-给发电装置冷凝器的冷却水供应温度降低将会使得冷凝器工作在较低真空下，从而使产生的功率和可用功率增加；-因给热交换器的海水供应温度较低，可在淡水系统的设计中使用14℃以上的温差。因此将能够减少热交换器所需的投资成本；-环境法，例如在波斯湾地区，要求排放到接收水体中的排出物不能造成
·距排放点半径100m处，温度增加超过3℃；以及·距排放点半径200m处，接收水体的总溶解固体(TDS)浓度不应增加超过10％。
利用根据本发明的冷却方法和设备，因为海水冷却塔的排放物来自该设备的冷水源，所以不会有热水返回海洋。如果塔工作在浓缩系数为1.5的循环条件下，那么塔排出的水中TDS的浓度将比海水中TDS的浓度高出约50％。然而，与现有技术返回海洋的排放物体积相比，本发明的排放物体积相对较低，因此，这不会成为问题。
应理解的是，以上所提供的示例用于进一步说明本发明并帮助本领域技术人员理解本发明，而决不应被解释成是要不适当地限制本发明的合理范围。
权利要求
1.一种用于天然气转换综合设备的冷却方法，该方法包括步骤在第一开放式冷却线路中循环海水；将所述海水与热交换器相接触以吸热；冷却从所述热交换器流出的海水；在第二封闭式冷却线路中循环淡水；以及将所述淡水与所述热交换器相接触以去热。
2.根据权利要求1所述的方法，包括步骤用冷却后的海水来使汽轮机冷凝器内的蒸汽冷凝。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，还包括步骤用冷却后的淡水与所述天然气转换综合设备的热交换器进行热交换。
4.根据前述权利要求任一项所述的方法，包括步骤从海水输入装置补充海水。
5.根据前述权利要求任一项所述的方法，包括步骤将冷却后的海水返回海洋。
6.一种用于天然气转换综合设备的冷却设备，该设备包括第一开放式海水冷却线路；热交换器，用于加热海水；冷却装置，用于冷却从所述热交换器流出的海水；第二封闭式淡水冷却线路，与用于与冷却后的海水进行热交换的所述热交换器相接触。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述冷却装置选自自然通风(双曲线)塔，强制通风冷却塔，逆流式塔，横流式通风塔，或它们的各种变型。
8.一种用于天然气转换综合设备的冷却方法，大致如参考附图所述。
9.一种用于天然气转换综合设备的冷却设备，大致如参考附图所述。
全文摘要
本发明提供一种用于天然气转换综合设备的冷却方法。该方法包括步骤在第一开放式冷却线路(12)中循环海水；将所述海水与热交换器(14)相接触以吸热；冷却从所述热交换器(14)流出的海水；在第二封闭式冷却线路(18)中循环淡水；以及将所述淡水与所述热交换器(14)相接触以去热。
文档编号F28B9/00GK1993595SQ200580016161
公开日2007年7月4日 申请日期2005年5月17日 优先权日2004年5月20日
发明者德斯蒙特·约翰·克拉布, 加雷思·大卫·亨特利·肖 申请人:南非石油及天然气有限公司