[实用新型]一种LNG冷能梯级利用系统

说明书

技术领域

本实用新型属于能源技术领域，特别是涉及一种LNG冷能回收利用系统。

背景技术

液化天然气（LNG）是气态的天然气经过脱水、脱酸性气、脱重烃等一系列的预处理过程后，经过液化工艺处理得到的低温（-162℃）、低压（0.2MPa）的液态烃类混合物。LNG的成分为甲烷、乙烷、丙烷和少量的丁烷，甲烷含量一般大于80%。LNG主要是用于城市民用燃气和LNG燃气电厂，因此在使用过程中，必须将LNG汽化后再进行使用。在汽化过程中LNG会释放出大量的冷能，约每千克LNG释放850KJ的能量。在传统的LNG汽化过程中，使用海水或燃烧燃料加热的办法将LNG汽化，而LNG蕴含的大量冷能则被海水和废气带走进入环境中，对环境造成大量的冷污染和排出大量废气，浪费了大量宝贵的冷能。

LNG汽化经历三个阶段：第一阶段是使用汽化设备进行汽化，如浸没燃烧型汽化器（SCV）、开架式汽化器（ORV）等传统的汽化器；第二阶段是利用LNG冷能进行空分、发电等单一技术和汽化器联合汽化LNG；第三阶段是综合考虑LNG冷能回收技术的利用温度和冷能品位问题，梯级回收LNG中冷能最终达到汽化LNG的目的。

利用LNG冷能发电是常用的能量利用方式，US6089028采用闭环工艺热传导介质进行发电，第二换热器的热源为海水，换热后直接排入大海中，该方法冷能没有很好地加以利用。US4036028和US4231226利用冷媒换热后和燃气电厂联合使用降低吸气温度和排气温度，以提高电厂发电效率。

US3405530采用多塔串联工艺，利用LNG冷能分离出甲烷、乙烷、丙烷和丁烷。分离后甲烷为气相，加压后进入燃气管网，该方法需要增加压缩机达到管输压力，能耗较大。

CN101392981A公开了一种利用LNG冷能获得液氮的方法，该方法最大的特点就是多次使用压缩机和膨胀机来获得所需要的压力，且还有一个十分复杂的换热网络，涉及到10条不同温度的物流，不利于操作，能耗较高。

CN1342879A介绍了一种直接利用LNG冷能和中央空调循环水进行换冷的系统，该系统的特点是部分利用LNG冷能，利用技术单一，能量损失大，适用于LNG卫星站冷能利用。

CN201093819描述了一种梯级利用LNG冷能的技术路线。该路线是针对LNG卫星站冷能的回收利用，采用低温?发电、冷库、室内滑冰场和冷水空调等项目梯级利用LNG冷能。但是该技术中对汽化站的调峰问题未解决，操作弹性较小。

以上这些现有技术大多数只是LNG冷能的单一利用，冷能利用率低，冷能损失较大。尽管这些技术使汽化过程中的能耗明显降低，但也未能完全利用LNG冷能，造成能源的大量浪费。

发明内容

针对现有LNG冷能回收技术中的不足，本实用新型提供一种环保、安全、能源利用率高的冷能综合利用系统。

本实用新型一种LNG冷能梯级利用系统，主要包括：LNG储罐、BOG冷凝装置、空分装置、液体二氧化碳生产装置、冷能发电装置、冷库和流量调节装置；冷库包括深冷冻结库、中冷冷藏库和低温保鲜库，流量调节装置包括一级流量调节装置和二级流量调节装置；LNG储罐与BOG冷凝装置以管路连接，BOG冷凝装置以管路连接一级流量调节装置，一级流量调节装置分别与空分装置、冷能发电装置和二级流量调节装置以管路连接；空分装置与液体二氧化碳生产装置以管路连接，液体二氧化碳生产装置经换热器与供气预处理系统以管路连接，换热器与中冷冷藏库以管路连接；冷能发电装置有两条输出管路，一条管路连接二级流量调节装置，另一条管路经换热器与供气预处理系统连接，换热器与深冷冻结库、低温保鲜库依次以管路连接；二级流量调节装置以管路连接汽化器，汽化器以管路连接缓冲区，缓冲区以管路连接供气预处理系统；供气预处理系统以管路连接用户。

本实用新型中，LNG储罐用于储存并提供液化天然气。

本实用新型中，BOG冷凝装置主要包括压缩机、低温液体泵和LNG换热器；LNG储罐顶部气体出口经压缩机与LNG换热器气体入口连接，LNG储罐下部LNG出口经低温液体泵与LNG换热器液体入口连接，其中换热器可采用LNG管式换热器、板式换热器等。

本实用新型中，一级流量调节装置和二级流量调节装置采用流量调节储罐。