[发明专利]一种冷量利用液化天然气压缩装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于压缩天然气制备技术领域，尤其涉及一种冷量利用液化天然气压缩装置及方法。

背景技术

目前压缩天然气（CNG）被广泛使用，CNG是将液化天然气（LNG）的挥发气体（BOG）压缩制成。在制备CNG的过程中，通常采用多级压缩机对BOG进行压缩。来自BOG气源（通常是LNG储罐）的BOG是温度低于-100℃的低温气体，这样的低温气体使压缩机难以正常运转，为了使压缩机正常运转并达到较高的效率，需要调整BOG的温度。通常采用空冷器使低温BOG与空气进行热交换，使BOG升温，这样的空气被称为自然空冷器。另外，各级压缩机输出的气体温度会升高，含有大量的热量，前级压缩机输出的高温气体会对下一级压缩机的工作产生不利影响，降低装置的压缩效率，必须对各级压缩机输出的气体进行冷却。现有技术常采用散热器+风扇的方式对各级压缩机输出的气体进行冷却，这样的冷却方式效率低，设备体积大，自然空冷器和散热器需要强制风冷散热，散热风扇还需要消耗大量电能，同时带来噪音。在这同时，低温BOG中携带的大量冷能被浪费，并增加了装置的负载。

发明内容

本发明的目的是提出一种冷量利用液化天然气压缩装置及方法的技术方案，提高液化天然气压缩装置的工作效率，降低制备压缩天然气的能耗和成本。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种冷量利用液化天然气压缩装置，包括自然空冷器，所述自然空冷器是使来自BOG气源的低温BOG升温的空冷器，所述自然空冷器的输出口连接一只缓冲罐，所述缓冲罐的输出口连接对BOG进行压缩的压缩机，所述压缩机至少包括一台一级压缩机和一台二级压缩机，所述一级压缩机与所述二级压缩机串联连接；在所述一级压缩机的输出口和所述二级压缩机的输入口之间设有一级换热器，在所述二级压缩机的输出口设有二级换热器；所述一级换热器是使一级压缩机输出的气体与来自BOG气源的低温BOG进行热交换的换热器，所述二级换热器是使二级压缩机输出的气体与来自BOG气源的低温BOG进行热交换的换热器。

更进一步，所述一级换热器和二级换热器分别设有气源输入口、气源输出口、冷源输入口和冷源输出口；所述一级压缩机的输出口连接所述一级换热器的气源输入口，所述一级换热器的气源输出口连接所述二级压缩机的输入口，所述二级压缩机的输出口连接所述二级换热器的气源输入口；所述一级换热器的冷源输入口连接所述BOG气源，所述一级换热器的冷源输出口连接所述自然空冷器的输入口，在所述一级换热器的气源输出口设有第一温度计，在所述一级换热器的冷源输入口设有第一冷源调节阀；所述二级换热器的冷源输入口连接所述BOG气源，所述二级换热器的冷源输出口连接所述自然空冷器的输入口，在所述二级换热器的气源输出口设有第二温度计，在所述二级换热器的冷源输入口设有第二冷源调节阀。

更进一步，所述第一温度计是一只温度传感器，所述第一冷源调节阀是由所述温度传感器控制的气动调节阀。

更进一步，所述自然空冷器通过一只流量调节阀连接BOG气源。

更进一步，所述冷量利用液化天然气压缩装置设有三级压缩机和三级换热器，所述三级换热器设有气源输入口、气源输出口、冷源输入口和冷源输出口；所述二级换热器的气源输出口连接所述三级压缩机的输入口，所述三级压缩机的输出口连接所述三级换热器的气源输入口；所述三级换热器的冷源输入口连接所述BOG气源，所述三级换热器的冷源输出口连接所述自然空冷器的输入口，在所述三级换热器的气源输出口设有第三温度计，在所述三级换热器的冷源输入口设有第三冷源调节阀。

一种冷量利用液化天然气压缩方法，所述方法采用多级压缩机将来自BOG源的低温BOG压缩为CNG；其特征在于，采用低温BOG分别对各级所述压缩机输出的气体进行热交换，使所述压缩机输出的气体冷却，使所述低温BOG升温；然后将升温后的BOG送至自然空冷器进一步升温，再依次送入各级所述压缩机压缩，制成CNG。

更进一步，所述低温BOG在自然空冷器升温后经过缓冲罐稳压再送入所述压缩机压缩。

更进一步，所述一级压缩机输入口的气体设定温度为-10℃～0℃，一级压缩机输入口的气体温度通过为自然空冷器设置旁通管道并调整所述旁路管道的流量进行控制；一级压缩机之后的所述各级压缩机输入口的气体设定温度为0℃～5℃，一级压缩机之后的所述各级压缩机输入口的气体温度通过调节进行热交换的所述低温BOG的流量进行控制；所述CNG的温度控制范围为0℃～30℃，所述CNG的温度通过调节与最后一级压缩机输出的气体进行热交换所述低温BOG的流量进行控制。