[实用新型]一种LNG冷能梯级利用系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及能源技术领域，特别涉及液化天然气（LNG）的冷能利用技术领域。 

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，经过液化工艺得到的低温（-162℃）、低压（0.2MPa）的液态烃类混合物。天然气在使用时一般为气态燃料，作为民用或LNG燃气电厂的燃料，因此必须将储罐中的LNG气化后送入城市管网。天然气的主要成分是甲烷，含量一般在80%以上，每气化1千克LNG需要大约850kJ的能量。这些冷能如果能够被充分利用，将会对提高能源的综合利用率起很大的作用。 

LNG的冷能利用有多种方式，最常见的有冷能发电和冷能空气分离，其次还有海水淡化、冷库、冰雪场、制造干冰等方式。每种利用方式，都只利用了LNG从-160℃到常温这一温度范围中的某一段范围的能量。冷能空分需要的冷量范围最接近LNG的温度，这种方式对于LNG冷能的利用从热力学角度上讲效率最高，但其浪费了LNG较高温度段的冷能；制造干冰和冷库等利用方式，利用了LNG的中冷温度段的冷能，而浪费了其宝贵的低温冷能。于是出现了按照LNG的温度范围逐级匹配的梯级利用方式。 

国内外已经出现了许多关于LNG冷能利用的专利和文章，某些应用也已工业化。如，CN00128935.7公开了一种将LNG的冷能与中央空调循环水进行换热的方法，为单一利用方式，且只利用了LNG接近常温的冷能，其冷量损失较大。 

CN200810121860.5公开了一种冷能空气分离制液氮的方法，也属于单一利用方式。 

CN200720007870.7公开了一种梯级利用LNG冷能的方法，是针对LNG卫星站的冷能回收，介绍了集合冷能发电、冷库、室内滑冰场和空调四种利用方式的梯级利用方法，对于LNG的冷能有了相对充分的回收。但是通常情况下，LNG 经过了冷能发电后，其压力已经非常低了，再将其利用到下游其他方式之中时，还需消耗机械功来对LNG增压。这样虽然对于其冷的能量利用的更多，但是却额外消耗了机械功，综合衡量，能量利用效率受到影响。 

CN201220549483.7公开了另一种更为完全的LNG冷能的梯级利用方法，包含了从BOG再冷凝、冷能空分、液体CO2制造、冷能发电、到冷库的多种单一利用方式，其解决了前一个专利中未解决的气化站的调峰问题，但是同样遇到了冷能发电后LNG压力不足的问题，而且系统过于复杂，在实际操作上并不容易实现。 

由于LNG接收站需要建设在离港口较近的地方，LNG的气化在接收站内进行，气化后的合格天然气外输进入城市管网。接收站建设地点通常距离城市比较远，有些甚至需要在荒岛或者填海建设，淡水资源缺乏；而接收站装置的运行，与普通化工厂一样需要循环水、生活用水等淡水，有多种换热设备需要冷却（例如压缩机后冷却器等），并且在国内海港资源紧缺的情况下，接收站一般不可能占用大量用地，附近可利用空地较少。因此，开发一套能够被接收站内部消耗的冷能梯级利用系统，通过占地最少而又最大化利用LNG冷能的方案，使得尽少增加设备装置，同时便于产品外输及二次利用，成为本领域技术人员亟待解决的问题。 

发明内容

本实用新型的目的在于解决目前存在的LNG冷能利用效率不高、且冷能利用系统结构复杂、不易操作的缺陷，提供一种利用率高、压力损失小、结构简单的LNG冷能梯级利用系统。 

为达上述目的，本实用新型提供以下技术方案： 

一种LNG冷能梯级利用系统，包括： 

LNG接收站，用以储存LNG，并将其输送至后续气化装置中； 

气化系统，包括多个用冷子系统，所述多个用冷子系统阶梯式地消耗LNG中的冷能，最终实现LNG的气化； 

输送系统，与所述气化系统管道连接，将气态天然气输送至城市管网中的各个天然气用户。 

根据本实用新型提出的LNG冷能梯级利用系统，还包括加压泵，通过管道连接在所述LNG接收站和所述气化系统之间，用于向LNG加压。 

根据本实用新型提出的LNG冷能梯级利用系统，所述气化系统包括： 

空气分离装置，与所述加压泵管道连接，用以回收深冷温度段的LNG冷能，其包括中央控制室、板翅式换热器、空气压缩机、后冷却器及辅助换热器； 

海水淡化装置，与所述空气分离装置管道连接，用以回收中冷温度段的LNG冷能，其中包括中央控制室、换热器、海水泵、冷媒泵和洗涤水泵；