[发明专利]一种利用液化天然气冷能冷却空调循环水的方法及装置

说明书

技术领域

本发明公开了一种利用液化天然气冷能冷却空调循环水的方法及装置。

背景技术

我国LNG产业的迅猛发展和天然气管网基础建设的相对落后，使得LNG卫星气化站遍地开花。LNG卫星站是一种小型的LNG接收和气化站。通过二次运输，将液化天然气输入到远离中心城市的液化天然气工厂的城镇或卫星城市，经加臭后直接送入城市管网供民用、商用和工业用气，是天然气气源的二级气源站。它具有存储效率高、占地少、投资省、建设周期短、建设模式机动灵活、可实现多气源供气等特点，应用范围广泛，发展迅猛。截止到2009年，已建LNG卫星气化站达200多个，供气能力达400×10⁴ m³/d，冷能总价值约210×10⁴ kWh电力，1a节电效益约7.8×10⁸ kWh，相当于节省30×10⁴ t标准煤，减少CO₂排放70×10⁴ t，年直接经济效益达4×10⁸元。

因此LNG卫星站的冷能利用研究倍受关注。中国专利申请CN101846436A发明公开了一种利用LNG冷能的全液体空气分离装置。该发明具有较好的经济效益，但系统复杂，且需要较多的能量压缩经分馏后的氮气，由于氮气液化温度约为-200℃，而LNG在流入管后，其温度甚至高于-162℃，离氮气液化温度还有较大的差距，所以还需要较大的能耗。中国专利申请CN101839612A公开了一种基于LNG卫星站冷能利用的倒灌式空气分离系统。从该发明可看出，循环利用空气分离后的氮气可以将LNG冷能用来分离空气，但事实是空气分离后，氮气百分含量大，温度低，但氮气始终不能够液化（其液化温度低于LNG的温度-162℃）。所以LNG冷能的利用是不充分的，且有较多的低温氮气浪费。从以上分析可以看出，LNG冷能用于空气分离，设备、过程复杂，能量利用效率低。

LNG冷能发电是LNG冷能利用中较成熟的工艺，专利申请CN 101505122A公开了一种利用LNG冷能的温差发电模块及其制备方法，该方法采用全静态的热电材料温差发电方式，使用方便，在LNG冷能温差发电方向颇具前景，但该方法设备投资较高，热电转化效率和冷能利用率有待明确。

LNG冷能用于冷冻冷藏，也是一种很好的冷量利用方式。专利CN 201680657 U公开了一种基于液化天然气和冷库的热管式冷能利用装置，通过分别独立的热管维持不同冷库的运行温度需求，但并未提出热管控温的具体方式和如何使LNG的流量控制与三个冷库的冷量需求同时达到一致，系统未利用冷媒储冷，当LNG的气化量波动时，较难保证冷能用户的平稳运行和变化需求，且应用形式较单一，难以取得良好的经济效益。

发明内容

本发明目的在于克服了现有技术的缺点，解决了目前LNG直接气化供气、白白浪费LNG冷量的问题。通过冷媒将LNG冷能回收用于冰蓄冷空调，充分利用了LNG的冷能，节约能量。另外，将冰蓄冷池与电压缩制冷工质相连接，在LNG供冷量不足时启用电压缩制冷来补充冷量。通过冷媒供冷和LNG供冷不足时的电压缩制冷，完成冰蓄冷工艺，然后将储存的冷量供给空调使用。弹性好，能量利用率高。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种利用液化天然气冷能冷却空调循环水的方法，包括以下步骤：

（1）液化天然气与冷媒换热，再汽化为0.3~0.5MPa、14~16℃的天然气进入天然气管网；

（2）换热后的冷媒再与冰蓄冷池中的水换热，冰蓄冷池中的水凝结成冰，冷媒温度上升，返回冷媒储罐，循环利用；

（3）冰蓄冷池中的冰对空调循环水进行冷却后，空调循环水进入空调。

本发明方法还包括在LNG供冷不足时，开启电压缩制冷装置，使用电压缩制冷工质对空调循环水进行冷却的步骤。

实施所述方法的装置，包括LNG储罐1、LNG换热器4、LNG空气气化器5和冷媒储罐6，还包括冰蓄冷池9以及设于冰蓄冷池中的第一空调冷水盘管19和冷媒盘管10；所述LNG储罐1与LNG换热器4的液化天然气进口相连，LNG换热器4的液化天然气出口与LNG空气气化器5的进口相连，LNG空气气化器5的出口连接到天然气管网，LNG换热器4的冷媒进口与冷媒储罐6的出口相连，LNG换热器4的冷媒出口与冷媒盘管10的进口相连，冷媒盘管10的出口连接到冷媒储罐6的进口，第一空调冷水盘管19的进口与空调的循环水出口相连，第一空调冷水盘管19的出口与空调的循环水进口相连。