[发明专利]一种基于缠绕管式换热器的双冷剂循环天然气液化系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然气液化系统，特别是关于一种基于缠绕管式换热器的双冷剂 循环天然气液化系统。

背景技术

LNG(LiquefiedNaturalGas，液化天然气)是将经过处理后的常压下气态天然 气冷却至-162℃，使之凝结成液体。LNG的液体体积约为其气态体积的1/600，大大节 约了储运空间和成本，而且具有热值大、性能高等特点，因此LNG是一种清洁、高效 的能源。

天然气液化流程主要包括三种：级联式液化流程、混合制冷剂液化流程和带膨胀 机的液化流程。其中，级联式液化流程机组过于复杂，投资成本高，主要应用于早期 的基本负荷型液化工厂；带膨胀机的液化流程具有投资成本低、流程简单等优点，但 系统功耗大、液化率低，因此只适用于小型天然气液化装置；而混合制冷剂液化流程， 在功耗、液化率、系统复杂性和适应性方面较前两种液化工艺都有明显的优势，尤其 适合于大型的天然气液化装置。目前80％以上的基本负荷型天然气液化装置采用丙烷 预冷混合制冷剂液化流程。该液化流程的主低温换热器采用缠绕管式换热器，单线最 大负荷能力可达五百万吨/年。为了提高产能，后将丙烷预冷混合制冷剂液化流程进行 了改进，在绕管式换热器后增加了一个独立闭合氮膨胀制冷循环，使单线产能达到九 百万吨/年。虽然该类型天然气液化工艺产能较高，但是系统流程过于复杂、设备尺寸 庞大且需要的投资成本高，因此无法较好的满足海上生产工况。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种投资成本低且系统流程精简的基于缠绕 管式换热器的双冷剂循环天然气液化系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于缠绕管式换热器的双冷剂 循环天然气液化系统，其特征在于：它包括通过管路连接的预冷级压缩模块、预冷级 换热模块、深冷级压缩模块和深冷级换热模块；所述预冷级压缩模块包括至少一组通 过管路顺次连接的第一缓冲罐、第一压缩机和第一冷却器；所述预冷级换热模块包括 一第一主低温换热器，所述第一主低温换热器上设置有一天然气一级入口、一天然气 一级出口、一第一液相冷剂入口、一第一气相冷剂入口、一预冷冷剂低压出口、一深 冷冷剂一级入口和一深冷冷剂一级出口；所述预冷冷剂低压出口通过管路与所述第一 缓冲罐连接，所述第一液相冷剂入口和所述第一气相冷剂入口分别与一第一气液分离 器连接；所述天然气一级出口通过管路与一第二气液分离器连接；所述第一冷却器的 出口通过管路与所述第一气液分离器连接；所述深冷级压缩模块包括至少一组通过管 路顺次连接的第二缓冲罐、第二压缩机和第二冷却器；所述深冷级换热模块包括一第 二主低温换热器，所述第二主低温换热器上设置有一天然气二级入口、一天然气二级 出口、一第二液相冷剂入口、一第二气相冷剂入口和一深冷冷剂低压出口；所述深冷 冷剂低压出口通过管路与所述第二缓冲罐连接，所述第二液相冷剂入口和所述第二气 相冷剂入口分别与一第三气液分离器连接；所述天然气二级出口通过管路及节流阀与 外部连接；所述天然气二级入口通过管路与所述第二气液分离器连接；所述第二冷却 器的出口通过管路与所述深冷冷剂一级入口连接；所述深冷冷剂一级出口通过管路与 所述第三气液分离器连接。

所述第一主低温换热器上还设置有一第一液相冷剂出口和一第一液相冷剂低压入 口；所述第一液相冷剂出口通过管路及节流阀与所述第一液相冷剂低压入口连接，用 于使液相冷剂降温降压。

所述第一主低温换热器上还设置有一第一气相冷剂出口和一第一气相冷剂低压入 口；所述第一气相冷剂出口通过管路及节流阀与所述第一气相冷剂低压入口连接，用 于使气相冷剂降温降压。

所述第二主低温换热器上还设置有一第二液相冷剂出口和一第二液相冷剂低压入 口；所述第二液相冷剂出口通过管路及节流阀与所述第二液相冷剂低压入口连接，用 于使液相冷剂降温降压。

所述第二主低温换热器上还设置有一第二气相冷剂出口和一第二气相冷剂低压入 口；所述第二气相冷剂出口通过管路及节流阀与所述第二气相冷剂低压入口连接，用 于使气相冷剂降温降压。

所述第一主低温换热器和所述第二主低温换热器均采用缠绕管式换热器。

所述第一压缩机和所述第二压缩机采用活塞式压缩机、螺杆压缩机和离心式压缩 机之一。

所述节流阀采用J-T阀。