专利名称：低温装置中低温冷冻机的使用方法
技术领域：
本发明涉及一种低温装置中低温冷冻机的使用方法，应用于各种使用低温冷冻机的低温装置的工艺流程和生产装置中。
背景技术：
现有技术中，低温装置中所用的低温冷冻机只有一个蒸发温度，该蒸发温度通常比待预冷工质要求预冷到的温度低3-5°C。蒸发温度不同，低温冷冻机的能效比是不同的。 例如，蒸发温度6°C时，能效比(KW制冷量/KW轴功率)约为4. 5。蒸发温度-15°C时，能效比约为2. 3蒸发温度-30°C时，能效比约为1. 6。而当蒸发温度为_42°C时，能效比仅为1. 0
左右ο低温冷冻机的蒸发温度越低，冷量的价值越高，但得到这些冷量要消耗的电力就越多，因此是不经济的。另一方面，随着装置的大型化，当制冷剂的蒸发温度较低时 (如_42°C )，市场上可靠的大功率低温冷冻机品种很少或没有，给配套带来极大困难。同时，在一些易燃易爆的低温装置中，例如带预冷的天然气液化装置中，常规的仅一种蒸发温度的低温冷冻机，只能置于防爆环境下，这肯定会增加它的投资，且不利于操作。
发明内容
本发明的目的是提供一种节能降耗、降低投资且易于操作和维护的低温装置中低温冷冻机的使用方法。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是
一种低温装置中低温冷冻机的使用方法，用于将待预冷工质预冷达到规定的低温，其包括多台低温冷冻机和待预冷工质热交换器，所述的多台低温冷冻机按其蒸发温度由高到低依次排列设置，每台所述的低温冷冻机中均通入制冷剂，所述的制冷剂经所述的低温冷冻机后进入所述的待预冷工质热交换器中与所述的待预冷工质换热。优选的，所述的低温冷冻机为2-5台，其蒸发温度为2-5种。优选的，所述的待预冷工质为纯氮气、污氮气、空气或由多种气体组成的混合气。优选的，所述的待预冷工质进入所述的待预冷工质热交换器前为一股工质或压力、组分均不同的两股工质。优选的，其应用于使用低温冷冻机的各种低温装置的工艺流程和生产装置中。优选的，其用于带预冷的氮膨胀制冷的天然气液化流程和装置中，或用于外循环氮气液化流程和装置中，或用于生产液氧、液氮和液氩的液体空分流程和装置中。优选的，所述的待预冷工质出所述的待预冷工质热交换器后达到预冷后温度，所述的预冷后温度为-10°C至-60°C之间的任意温度。由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点
1、由于本发明采用多台蒸发温度由高到低的低温冷冻机，经过各台低温冷冻机的制冷剂依次与待预冷工质换热，使待预冷工质逐级冷却，降低了低温段所需的冷量，即大大降低了得到这些冷量所需消耗的电力，节能降耗；
2、由于本发明采用多台低温冷冻机，在易燃易爆的低温装置中，可将低温冷冻机置于非防爆区域内，降低了投资，同时易于操作和维护。
附图1为本发明的低温装置中低温冷冻机的使用方法的实施例一的示意图。以上附图中1、第一低温冷冻机；2、第二低温冷冻机；3、第三低温冷冻机；4、第四低温冷冻机；5、待预冷工质热交换器；6、原预冷热交换器；
101、待预冷工质；102、去原预冷热交换器的待预冷工质；103、去待预冷工质热交换器的待预冷工质；104、完成预冷的待预冷工质；105、制冷剂。
具体实施例方式下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。实施例一参见附图1所示。一种低温装置中低温冷冻机的使用方法，用于将待预冷工质101预冷达到规定的低温。其包括多台低温冷冻机和待预冷工质热交换器5，在本实施例中，采用四台低温冷冻机，分别为第一低温冷冻机1、第二低温冷冻机2、第三低温冷冻机3、第四低温冷冻机4，这四台低温冷冻机按其蒸发温度由高到低依次排列设置，即第一低温冷冻机1的蒸发温度最高，第四低温冷冻机4的蒸发温度最低。在本实施例中，四台低温冷冻机的蒸发温度分别为 6°C、-15°C、-30_42°C，该蒸发温度即为低温冷冻机中制冷剂的蒸发温度。蒸发温度的种类可以视需要性、方便性和保修性来决定。每台低温冷冻机中均通入制冷剂105。待预冷工质101为纯氮气、污氮气、空气中或由多种气体组成的混合气。优选的， 待预冷工质101为压力和组分不同的两种气体的混合气。待预冷工质101分为两路，一路102去低温装置的原预冷热交换器6实施预冷，一路103进入待预冷工质热交换器5。在待预冷工质热交换器5中，待预冷工质103先后与蒸发温度为6°C、-15°C、_30°C、_42°C的制冷剂换热，使待预冷工质103出待预冷工质热交换器5后达到要求的预冷后温度。要求的预冷后温度为-10°C至_60°C之间的任意温度， 该预冷后温度可根据流程的设计来决定。在本实施例中，待预冷工质103被预冷到_38°C 至_39°C。达到规定温度的待预冷工质103与出原预冷热交换器完成预冷的一路待预冷工质102汇合成为完成预冷的待预冷工质104后再进入低温装置的后续部分继续循环。待预冷工质101进入待预冷工质热交换器5前为一股工质，或压力、组分均不同的两股工质，两股工质混合后再进入待预冷工质热交换器5。在本实施例中，采用一股待预冷工质101。上述方法可应用于使用低温冷冻机的各种低温装置的工艺流程和生产装置中。例如用于带预冷的氮膨胀制冷的天然气液化流程和装置中，或用于外循环氮气液化流程和装置中，或用于生产液氧、液氮和液氩的液体空分流程和装置中。本方法通过逐级冷却达到节能降耗的目的。同时，使用逐级冷却后可使低温段所需的冷量大大减少，在市场上容易找到与之配套的质量可靠且技术先进的低温冷冻机。在一些易燃易爆的低温装置中，可将各冷冻机置于非防爆区域内，可以降低低温设备的投资， 且易于操作和维护。 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种低温装置中低温冷冻机的使用方法，用于将待预冷工质预冷达到规定的低温， 其特征在于其包括多台低温冷冻机和待预冷工质热交换器，所述的多台低温冷冻机按其蒸发温度由高到低依次排列设置，每台所述的低温冷冻机中均通入制冷剂，所述的制冷剂经所述的低温冷冻机后进入所述的待预冷工质热交换器中与所述的待预冷工质换热。
2.根据权利要求1所述的低温装置中低温冷冻机的使用方法，其特征在于所述的低温冷冻机为2-5台，其蒸发温度为2-5种。
3.根据权利要求1所述的低温装置中低温冷冻机的使用方法，其特征在于所述的待预冷工质为纯氮气、污氮气、空气或由多种气体组成的混合气。
4.根据权利要求3所述的低温装置中低温冷冻机的使用方法，其特征在于所述的待预冷工质进入所述的待预冷工质热交换器前为一股工质或压力、组分均不同的两股工质。
5.根据权利要求1所述的低温装置中低温冷冻机的使用方法，其特征在于其应用于使用低温冷冻机的各种低温装置的工艺流程和生产装置中。
6.根据权利要求5所述的低温装置中低温冷冻机的使用方法，其特征在于其用于带预冷的氮膨胀制冷的天然气液化流程和装置中，或用于外循环氮气液化流程和装置中，或用于生产液氧、液氮和液氩的液体空分流程和装置中。
7.根据权利要求1所述的低温装置中低温冷冻机的使用方法，其特征在于所述的待预冷工质出所述的待预冷工质热交换器后达到预冷后温度，所述的预冷后温度为-10°c 至-60°c之间的任意温度。
全文摘要
本发明涉及一种低温装置中低温冷冻机的使用方法，用于将待预冷工质预冷达到规定的低温，其包括多台低温冷冻机和待预冷工质热交换器，所述的多台低温冷冻机按其蒸发温度由高到低依次排列设置，每台所述的低温冷冻机中均通入制冷剂，所述的制冷剂经所述的低温冷冻机后进入所述的待预冷工质热交换器中与所述的待预冷工质换热。该低温装置中低温冷冻机的使用方法既可明显降低功率的消耗，又能方便地找到所需要的低温冷冻机的成熟先进产品。本发明可用于使用低温冷冻机的各种低温装置的工艺流程和生产装置中。
文档编号F25D19/04GK102425899SQ20111034270
公开日2012年4月25日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者江楚标, 薛鲁 申请人:苏州市兴鲁空分设备科技发展有限公司