小型LNG气化站的冷能回收系统的制作方法

本实用新型属于能源技术领域，特别是涉及一种小型LNG气化站的冷能回收系统。

背景技术：

随着煤和石油等矿产资源的匮乏，加之国家对节能减排要求的不断提高，天然气作为一种新兴的清洁能源广泛地应用在工业和民用等各个领域。由于输气管网布局有限，远远不能满足实际情况的需求，因此，国内新建有许多小型LNG气化站来弥补需求上的缺口。

LNG是天然气经净化、干燥、脱汞，并分离重烃后制得的温度约-162℃的低温液体。在其生产过程中，耗电量达到850kWh/t。因此，当LNG在气化站气化时将释放出大量冷能，后者是优质的绿色能源。按照0.7元/度的电价用于冷冻项目计算，-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。

冷冻冷库项目是节能效果显著的利用项目，同时也比较适合小型气化站应用。港华燃气公司所建的广东佛山杏坛LNG气化站是为顺德地区的燃气输配系统提供气源，为经济有效地利用LNG气化时产生的冷能。在毗邻杏坛气化站处于2010年投产了一座冷冻仓库，此项目为国内首个小型气化站LNG冷能利用示范性项目。但是该项目用的载冷剂氨存在爆炸的危险，以及液态氨不适于远程输送，限制了冷能的利用。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种小型LNG气化站的冷能回收系统，用于解决传统LNG冷能回收系统无法实现远程输送、冷能回收效率低的问题。

本实用新型所采取的技术方案是：小型LNG气化站的冷能回收系统，包括一级气化器、储液罐A、三通管一、连通管一、冷凝器、连通管二、二氧化碳压缩机、冷库蒸发器、储液罐C、三通管二、储液罐D、储液罐B、二级气化器、循环管道一、乙二醇储冷罐、循环管道二、水式制冷机组、循环管道三及站内空调系统；所述一级气化器的出口一与储液罐A的入口连通，三通管一的三个管口分别与储液罐A的出口、储液罐B的入口以及冷凝器的出口连通，所述连通管一一端和连通管二一端均与储液罐B的出口连通，所述连通管一另一端和连通管二另一端均与储液罐C的入口连通，所述连通管一和连通管二上均安装有冷库蒸发器，所述三通管二的三个管口分别与储液罐C的出口、储液罐D的入口以及冷凝器的入口连通，三通管二通过连通管六与冷凝器的入口连通，所述二氧化碳压缩机安装在连通管六上，所述一级气化器的出口二与二级气化器的入口连通，所述二级气化器与乙二醇储冷罐之间连通有循环管道一，所述乙二醇储冷罐与水式制冷机组之间连通有循环管道二，所述水式制冷机组与站内空调系统之间连通有循环管道三。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型充分回收LNG在气化时释放的冷能；回收冷能安全可靠；实现了远程输送冷能，大大提高了冷能的应用范围；本实用新型大大降低了操作难度，全过程实现智能化，无需人工反复操作；本实用新型是基于小型LNG气化站而设计的系统，可直接应用于生产实践。

附图说明

图1：本实用新型一级气化器工作流程图；

图2：本实用新型二级气化器工作流程图；

图3：本实用新型一级气化器与二级气化器连通示意图；

其中：1-一级气化器；2-储液罐A；3-连通管三；4-三通管一；5-管道电磁阀；6-连通管四；7-三通电磁阀；8-连通管一；9-膨胀阀；10-冷凝器；11-连通管二；12-二氧化碳压缩机；13-连通管六；14-调节阀；15-冷库蒸发器；16-储液罐C；17-三通管二；18-连通管五；19-储液罐D；20-储液罐B；21-二级气化器；22-循环管道一；23-乙二醇储冷罐；24-循环管道二；25-水式制冷机组；26-循环管道三；27-站内空调系统；28-计算机；29-显示器。

具体实施方式

如图1~图3所示，小型LNG气化站的冷能回收系统，包括一级气化器1、储液罐A2、三通管一4、连通管一8、冷凝器10、连通管二11、二氧化碳压缩机12、冷库蒸发器15、储液罐C16、三通管二17、储液罐D19、储液罐B20、二级气化器21、循环管道一22、乙二醇储冷罐23、循环管道二24、水式制冷机组25、循环管道三26及站内空调系统27；所述一级气化器1的出口一与储液罐A2的入口连通，三通管一4的三个管口分别与储液罐A2的出口、储液罐B20的入口以及冷凝器10的出口连通，所述连通管一8一端和连通管二11一端均与储液罐B20的出口连通，所述连通管一8另一端和连通管二11另一端均与储液罐C16的入口连通，所述连通管一8和连通管二11上均安装有冷库蒸发器15，所述三通管二17的三个管口分别与储液罐C16的出口、储液罐D19的入口以及冷凝器10的入口连通，三通管二17通过连通管六13与冷凝器10的入口连通，所述二氧化碳压缩机12安装在连通管六13上，所述一级气化器1的出口二与二级气化器21的入口连通，所述二级气化器21与乙二醇储冷罐23之间连通有循环管道一22，所述乙二醇储冷罐23与水式制冷机组25之间连通有循环管道二24，所述水式制冷机组25与站内空调系统27之间连通有循环管道三26。

所述一级气化器1用的载冷剂为R744，二级气化器21载冷剂为乙二醇溶液。一级气化器1和二级气化器21均为管壳式气化器。

所述二氧化碳压缩机12为R744变频压缩机。

所述小型LNG气化站的冷能回收系统还包括两个三通电磁阀7，所述连通管一8和连通管二11上均安装有三通电磁阀7，所述两个三通电磁阀7的剩余管口均与储液罐B20连通，每个三通电磁阀7均设置在储液罐B20与对应的冷库蒸发器15之间。

所述小型LNG气化站的冷能回收系统还包括四个管道电磁阀5，所述三通管一4通过连通管三3与储液罐B20的入口连通，三通管一4通过连通管四6与冷凝器10的出口连通，所述三通管二17通过连通管五18与储液罐D19的入口连通，所述连通管三3、连通管四6、连通管五18和连通管六13上均安装有管道电磁阀5。

所述小型LNG气化站的冷能回收系统还包括膨胀阀9及两个调节阀14，所述膨胀阀9安装在连通管四6上，所述两个调节阀14分别安装在连通管一8和连通管二11上，每个调节阀14均设置对应冷库蒸发器15和三通电磁阀7之间。

所述小型LNG气化站的冷能回收系统还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括计算机28及显示器29，所述显示器29与计算机28电连接，所述计算机28收集处理温度、压力信号后输出控制信号，分别控制二氧化碳压缩机12、两个三通电磁阀7、四个管道电磁阀5开启和关闭，显示器29用于显示计算机28输出的控制信号。。

工作流程：如图1所示，在气化站气化-162℃的 LNG时，LNG先经一级气化器（CU1）1，与气态CO2换热将CO2冷冻为液态CO2，液态CO2经过储液罐A2后被输送到远处的冷藏库房、食品加工中心的液态CO2储液罐B20，然后再流经冷库的冷风机中的冷库蒸发器15变为气态的CO2，各蒸发器出来的气态的CO2先收集在储气罐C16中，当储存量达到定值后多余的气态的CO2储存在储气罐D19中，之后这些气态的CO2返回到一级气化器（CU1）1。

当气化站气化的量较少，提供的冷能不足时，先从储液罐A2储存的液态CO2输送到冷库的液态CO2储液罐B20补充冷量的供应不足。当气化站停止运做时，启动冷库备用的二氧化碳压缩机12，将储气罐C16中的气态CO2压缩为高压的高温的CO2气体，经地下水冷凝器10、膨胀阀9后变为低温的液态CO2，再返回到储液罐B20供冷库、食品加工中心利用。

如图2所示，从一级气化器（CU1）1出来的LNG温度-50℃经过二级气化器（CU2）20将冷量传输给载冷剂乙二醇溶液，这些低温的乙二醇溶液储存在乙二醇储冷罐23中用于蓄冷，这部分蓄冷量用于冷却站内空调系统27的中央空调冷却水。LNG经过二级气化器（CU2）20后基本变为5℃的NG，然后进入燃气管网。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。