专利名称：低温天然气回收处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种低温天然气回收处理装置，用于液化天然气(LNG)接收站、液化天然气(LNG)液化工厂的低温天然气回收处理。
背景技术：
随着中国经济的发展，对能源的需求日渐增长，国内的液化天然气应用处于蓬勃发展中。对于液化天然气(LNG)接收站、LNG液化工厂，由于LNG储罐、输送管道不可避免要吸收外部热量，产生了大量的低温天然气。如果不能有效的回收利用低温天然气，直接将其排放大气，不但造成环境的污染，也造成能源的浪费。目前，在LNG接收站，传统的低温天然气回收工艺主要采用直接加压输出工艺和再冷凝工艺。直接加压输出工艺是采用低温天然气压缩机，将低温低压天然气加压到常温高压状态，直接输送到站外燃气管网。再冷凝工艺是将低温的天然气加压、再从LNG储罐抽取LNG，两者按一定比例在再冷凝中直接换热，将低温天然气再次液化，输送到高压泵加压气化。这两种工艺中，低温天然气压缩机是低温天然气回收利用的关键设备，关系到主体设备一LNG储罐的正常安全运行。目前一般采用低温无油往复式或迷宫式压缩机，国内压缩机制造厂尚无设计、制造该类压缩机的成熟经验，主要依赖进口，设备生产周期长，制造成本高。因此，实有必要设计一种新的低温天然气回收处理装置，以降低原回收处理的生产周期和成本。
实用新型内容本实用新型提供了 一种新的低温天然气回收处理装置，通过加热器，将低温天然气加热到常温，再采用国产常温天然气压缩机替代生产周期长、制造成本高的进口低温天然气压缩机对常温天然气进行压缩，从而达到降低工程投资、缩短施工周期的目的。为了实现上述目的，本实用新型的低温天然气回收处理装置可以采用如下的技术方案。本实用新型提供一种低温天然气回收处理装置，该装置包括:换热器，其天然气进口端与低温天然气管道相连接，和常温天然气压缩机，其天然气进口端通过管道与所述换热器的天然气出口端连接，其天然气出口端与常温高压天然气管道连接。在一个实施方式中，所述换热器是空温式换热器(其中加热介质是空气)。优选为翅片式结构的空温式换热器。在该实施方式中，低温低压的天然气(温度在-50°c -160°c之间，压力IKPa -G 30KPa.G)通过低温天然气管道到空温式换热器，通过吸收空气中的热量加热低温天然气。低温低压天然气经过空温式加热器加热后气体温度>-15°C，例如-15、°C，例如-1(T-5°C。加热后的气体再通过管道(常温低压天然气管道)输送到常温天然气压缩机进行加压，出口压力彡0.8MPa.G，例如0.8 1.5MPa.G，优选1.(Tl.2MPa.G，最后通过常温
高压天然气管道输送站外或下一处理工艺装置。在另一实施方式中，所述换热器是水浴式换热器。水浴式换热器可以为管壳式或绕管式结构。在该实施方式中，低温低压的天然气(温度在_50°C _160°C之间，压力lKPa*G 30KPa*G)通过低温天然气管道到水浴式换热器中加热，加热后气体温度彡5°C，例如5 15°C，再例如6 10°C，再通过管道(常温低压天然气管道)输送到常温天然气压缩机进行加压，出口压力彡0.8MPa.G，例如0.8 1.5MPa.G，优选1.(Tl.2MPa.G，最后通过常温高压天然气管道输送站外或下一处理工艺装置。在又一实施方式中，所述换热器包括并联的一个或多个空温式换热器和/或一个或多个水浴式换热器，其中低温天然气管道分成多个支管，分别与所述一个或多个空温式换热器和/或一个或多个水浴式换热器的天然气进口端连接，所述一个或多个空温式换热器和/或一个或多个水浴式换热器的这些天然气出口端在合流后与常温天然气压缩机的天然气进口端连接。在该实施方式中，低温低压的天然气(温度在_50°C _160°C之间，压力lKPa*G 30KPa.G)通过低温天然气管道后分成多个分支，分别进入一个或多个空温式换热器和/或一个或多个水浴式换热器中加热，在所述空温式换热器中加热后气体温度>_15°C，例如-15、°C，例如-10 _5°C，在所述水浴式加热器中加热后气体温度彡5°C，例如5 15°C，再例如6 10°C，所述一个或多个空温式换热器和/或一个或多个水浴式换热器的天然气出口端被合流，通过管道(常温低压天然气管道)输送到常温天然气压缩机进行加压，出口压力彡0.8MPa.G，例如0.8 1.5MPa.G，优选1.(Tl.2MPa.G，最后通过常温高压天然气管道输送站外或下一处理工艺装置。在包括水浴式换 热器的实施方式中，优选的是，常温天然气压缩机具有用于冷却常温天然气压缩机产生的热量的水冷式冷却装置(例如换热管道、换热器)(其中水在其中循环)，该冷却装置的循环水出口端通过管道与水浴式换热器的循环水进口连接，水浴式换热器的循环水出口通过管道经由循环水泵与常温天然气压缩机的冷却装置的循环水入口端连接。通过这样的设计，常温天然气压缩机产生的热量随着循环水通过管道输送到水浴式加热器，并与低温天然气进行换热，循环水再返回循环水泵加压继续循环到常温天然气压缩机的冷却装置的循环水入口端。在本申请中，“入口”与“进口 ”具有相同意义。优选的是，在水浴式换热器的循环水出口与循环水泵之间设置凉水塔，其用于在检测到通过水浴式加热器之后的水温高于允许值(用于冷却常温天然气压缩机的水温允许值，例如32°C)时进一步冷却循环水。优选的是，在常温天然气压缩机的冷却装置的循环水出口端与水浴式换热器的循环水进口之间设置水加热器，用于在循环水温度低于允许值(用于在水浴式加热器中加热天然气的水温允许值，例如5°C)时对温度过低的循环水(例如在冬季运行时)进行加热，保证进入水浴式加热器中之前水温达到要求。在本申请中KPa.G和MPa.G是指表压。循环水进入、流出水浴式换热器的温度、流量依进入换热器的天然气的工况、换热器的大小、结构，及常温天然气压缩机的工况等因素计算，因此，没有特别限制。本实用新型提供的低温天然气回收处理装置可适用于LNG接收站或LNG液化工厂。本实用新型的优点:1、低温天然气回收处理装置对气体组成、流量、压力变化有较强的适应性。2、充分利用空气或压缩机的热能，正常生产不需要额外提供热量。3、采用国产常温天然气压缩机替代进口昂贵的低温天然气压缩机，节约工程的一次投资费用，同时也缩短压缩机的生产周期。4、不需额外新增加设备，可以避免不必要的一次投资及运行能耗。
图1是低温天然气回收处理工艺装置具体实施方式
请参阅图1，本实用新型提供的低温天然气回收处理装置包括:换热器(水浴式换热器10和空温式换热器20)，其天然气进口端与低温天然气管道A相连接，和常温天然气压缩机30，其天然气进口端通过管道B (常温低压天然气管道)与所述换热器10或20的天然气出口 端连接，其天然气出口端与常温高压天然气管道C连接。其中，对于常温天然气压缩机30，例如可使用四川金星压缩机制造有限公司制造的商品名为M-61/16型和DW-8/0.18-4型的天然气压缩机。所述换热器包括并联的一个空温式换热器20和一个水浴式换热器10，其中低温天然气管道分成两个支管，分别与所述一个空温式换热器20和一个水浴式换热器10的天然气进口端连接，所述一个空温式换热器20和一个水浴式换热器10的这些天然气出口端在合流后与常温天然气压缩机30的天然气进口端连接。在该实施方式中，低温低压的天然气(温度在_50°C _160°C之间，压力IKPa *G 30KPa.G)通过低温天然气管道后分成两个分支，分别进入一个空温式换热器和一个水浴式换热器中加热，在所述空温式换热器20中加热后气体温度>-15°C，例如-15、°C，例如_1(T-5°C，在所述水浴式加热器10中加热后气体温度彡5°C，例如5 15°C，再例如6 10°C，所述一个空温式换热器20和一个水浴式换热器10的天然气出口端被合流，通过管道(常温低压天然气管道B)输送到常温天然气压缩机30进行加压，出口压力> 0.8MPa -G,例如0.8^1.5MPa.G，优选1.(Tl.2MPa.G，最后通过常温高压天然气管道输送站外或下一处理工艺装置。常温天然气压缩机具有用于冷却常温天然气压缩机产生的热量的水冷式冷却装置(例如换热管道、换热器)(其中水在该冷却装置中循环)，该冷却装置的循环水出口端通过循环管道D与水浴式换热器10的循环水进口连接，水浴式换热器10的循环水出口通过循环管道D经由循环水泵50与常温天然气压缩机30的冷却装置的循环水进口(或入口)端连接。通过这样的设计，常温天然气压缩机30产生的热量随着水通过管道被输送到水浴式加热器10，并与低温天然气进行换热，循环水再返回循环水泵50加压继续循环到常温天然气压缩机30的冷却装置的循环水进口(或入口)端。在水浴式换热器10的循环水出口与循环水泵50之间设置凉水塔40，其用于在检测到通过水浴式加热器之后的水温高于允许值(用于冷却常温天然气压缩机的水温允许值，例如32°C)时进一步冷却循环水。在常温天然气压缩机30的冷却装置的循环水出口端与水浴式换热器10的循环水进口之间设置水加热器60，用于在循环水温度低于允许值(用于在水浴式加热器中加热天然气的允许值，例如5°C)时对温度过低的循环水(例如在冬季运行时)进行加热，保证进入水浴式加热器之前水温达到要求。然而，所述换热器不限于包括并联的一个空温式换热器20和一个水浴式换热器10，可以包括所述换热器包括并联的多个(例如2个或2个以上)空温式换热器20和多个(例如2个或2个以上)水浴式换热器10，也可以包括并联的多个(例如2个或2个以上)空温式换热器20和一个水浴式换热器10，还可以包括并联的一个空温式换热器20和多个(例如2个或2个以上)水浴式换热器10。图1示出了本实用新型的优选实施方式。然而，在一个实施方式中，低温天然气回收处理装置包括:空温式换热器20，其天然气进口端与低温天然气管道A相连接，和常温天然气压缩机30，其天然气进口端通过管道B (常温低压天然气管道)与所述换热器10或20的天然气出口端连接，其天然气出口端与常温高压天然气管道C连接。所述空温式换热器20优选为翅片式结构的空温式换热器。在该实施方式中，低温低压的天然气(温度在_50°C _160°C之间，压力IKPa *G 30KPa *G)通过低温天然气管道A进入到空温式换热器20，通过吸收空气中的热量来加热低温天然气。低温低压天然气经过空`温式加热器20加热后气体温度> _15°C，例如-15、°C，例如-10 -5°C。加热后的气体再通过管道(常温低压天然气管道B)输送到常温天然气压缩机30进行加压，出口压力彡0.8MPa.G，例如0.8 1.5MPa.G，优选1.(Tl.2MPa.G，最后通过常温高压天然气管道C输送站外或下一处理工艺装置。在另一个实施方式中，低温天然气回收处理装置包括:水浴式换热器10，其天然气进口端与低温天然气管道A相连接，和常温天然气压缩机30，其天然气进口端通过管道B (常温低压天然气管道)与所述换热器10或20的天然气出口端连接，其天然气出口端与常温高压天然气管道C连接。水浴式换热器10可以为管壳式或绕管式结构。在该实施方式中，低温低压的天然气(温度在_50°C _160°C之间，压力IKPa *G 30KPa-G)通过低温天然气管道A到水浴式换热器10中加热，加热后气体温度> 5°C，例如5 15°C，再例如6 10°C，再通过管道(常温低压天然气管道B)输送到常温天然气压缩机30进行加压，出口压力彡0.8MPa.G，例如0.8 1.5MPa.G，优选1.(Tl.2MPa.G，最后通过常温高压天然气管道C输送站外或下一处理工艺装置。在上述另一个实施方式中，优选的是，常温天然气压缩机具有用于冷却常温天然气压缩机产生的热量的冷却装置(例如换热管道、换热器)(其中水在该冷却装置中循环)，该冷却装置的循环水出口端通过循环管道D与水浴式换热器10的循环水进口连接，水浴式换热器10的循环水出口通过循环管道D经由循环水泵50与常温天然气压缩机30的冷却装置的循环水进口(或入口)端连接。通过这样的设计，常温天然气压缩机30产生的热量随着水通过管道被输送到水浴式加热器10，并与低温天然气进行换热，循环水再返回循环水泵50加压继续循环到常温天然气压缩机30的冷却装置的循环水进口(或入口)端。另外，优选的是，在水浴式换热器10的循环水出口与循环水泵50之间设置凉水塔40，其用于在检测到通过水浴式加热器之后的水温高于允许值(用于冷却常温天然气压缩机的温度允许值，例如32°C)时进一步冷却循环水。另外，优选的是，在常温天然气压缩机30的冷却装置的循环水出口端与水浴式换热器10的循环水进口之间设置水加热器60，用于在循环水温度低于允许值(用于在水浴式加热器中加热天然气的允许值，例如5°C )时对温度过低的循环水(例如在冬季运行时)进行加热，保证进入水浴式加热器之前水温达到要求。
权利要求1.种低温天然气回收处理装置，其特征在于，该装置包括: 换热器，其天然气进口端与低温天然气管道相连接，和 常温天然气压缩机，其天然气进口端通过管道与所述换热器的天然气出口端连接，其天然气出口端与常温高压天然气管道连接。
2.据权利要求1所述的低温天然气回收处理装置，其特征在于，所述换热器是空温式换热器。
3.据权利要求1所述的低温天然气回收处理装置，其特征在于，所述换热器是水浴式换热器。
4.据权利要求1所述的低温天然气回收处理装置，其特征在于，所述换热器包括并联的一个或多个空温式换热器和/或一个或多个水浴式换热器，其中低温天然气管道分成多个支管，分别与所述一个或多个空温式换热器和/或一个或多个水浴式换热器的天然气进口端连接，所述一个或多个空温式换热器和/或一个或多个水浴式换热器的这些天然气出口端在合流后与常温天然气压缩机的天然气进口端连接。
5.据权利要求3或4所述的低温天然气回收处理装置，其特征在于，常温天然气压缩机具有用于冷却常温天然气压缩机产生的热量的水冷式冷却装置，该冷却装置的循环水出口端通过管道与水浴式换热器的循环水进口连接，水浴式换热器的循环水出口通过管道经由循环水泵与常温天然气压缩机的冷却装置的循环水入口端连接。
6.据权利要求5所述的低温天然气回收处理装置，其特征在于在水浴式换热器的循环水出口与循环水泵之间，设置用于在检测到通过水浴式加热器之后的水温高于允许值时进一步冷却循环水的凉水塔。
7.据权利要求5所述的低温天然气回收处理装置，其特征在于在常温天然气压缩机的冷却装置的循环水出口端与水浴式换热器的循环水进口之间，设置用于在循环水温度低于允许值时对温度过低的水进行加热的水加热器。
8.据权利要求6所述的低温天然气回收处理装置，其特征在于，在常温天然气压缩机的冷却装置的循环水出口端与水浴式换热器的循环水进口之间，设置用于在循环水温度低于允许值时对温度过低的水进行加热的水加热器。
专利摘要本实用新型涉及一种低温天然气回收处理装置，其特征在于，该装置包括换热器，其天然气进口端与低温天然气管道相连接，和常温天然气压缩机，其天然气进口端通过管道与所述换热器的天然气出口端连接，其天然气出口端与常温高压天然气管道连接。本实用新型装置可适用于LNG接收站或LNG液化工厂。本实用新型的低温天然气回收处理装置对气体组成、流量、压力变化有较强的适应性；操作简单、维护方便；可采用国产常温天然气压缩机替代进口昂贵的低温天然气压缩机，节约工程的投资费用。
文档编号F17D1/04GK202927488SQ20122068823
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者喻维, 夏修庆, 杨萍, 刘丽梅, 刘力宾, 李云, 陈建龙, 刘明武, 丁晓玲, 李连成, 何亚丽 申请人:新地能源工程技术有限公司