一种LNG气化站冷热电三联供系统 |
|||||||
申请号 | CN201611223076.6 | 申请日 | 2016-12-27 | 公开(公告)号 | CN106764414A | 公开(公告)日 | 2017-05-31 |
申请人 | 常州大学; | 发明人 | 陈海飞; 金懿豪; 郭晶晶; 杨洁; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及一种LNG 气化 站冷热电三联供系统,包括依次管路连接的LNG储罐、抽 风 机、LNG‑冷媒换热器、空温式气化器、废热加热器、减压 阀 、流量检测装置和发 电机 组,LNG通过LNG‑冷媒换热器的壳程,LNG‑冷媒换热器的管程内循环有冷媒,LNG‑冷媒换热器的管程出口和入口之间依次管路连接有冷媒储罐、冷媒‑制冷剂换热器,冷媒‑制冷剂换热器内循环有制冷剂,LNG储罐输出端与空温式气化器输入端之间管路连通, 发电机组 的排气口管路连接有废热回收装置,废热回收装置的输出端管路连接废热加热器的输入端。本发明的有益效果是:实现了LNG冷能的回收,避免对环境造成冷污染;收集的热量预热 燃烧室 入口端的 天然气 ,提高发电效率,同时加热LNG,使之转变为天然气。 | ||||||
权利要求 | 1.一种LNG气化站冷热电三联供系统,其特征是:包括依次管路连接的LNG储罐(1)、抽风机(2)、LNG-冷媒换热器(3)、空温式气化器(12)、废热加热器(11)、减压阀(10)、流量检测装置(9)和发电机组,LNG通过LNG-冷媒换热器(3)的壳程,LNG-冷媒换热器(3)的管程内循环有冷媒,LNG-冷媒换热器(3)的管程出口和入口之间依次管路连接有冷媒储罐(4)、冷媒-制冷剂换热器(5),冷媒-制冷剂换热器(5)内循环有为室内提供冷量的制冷剂,LNG储罐(1)输出端与空温式气化器(12)输入端之间管路连通,发电机组的排气口管路连接有为室内提供热量的废热回收装置(8),废热回收装置(8)的输出端管路连接废热加热器(11)的输入端。 |
||||||
说明书全文 | 一种LNG气化站冷热电三联供系统技术领域[0001] 本发明涉及一种LNG气化站冷热电三联供系统。 背景技术[0002] 天然气与煤炭、石油并称世界三大能源,相对煤和石油,天然气不仅更洁净,热值高,经济效益高,且储量巨大。LNG(液化天然气)中蕴藏着大量的高品质的冷能。LNG是将气态天然气经脱水脱硫净化处理,常压液化为-162℃的液态天然气,体积约为等量气态天然气的1/600,故便于运输。不仅可以作为燃烧原料供热能使用,而且携带着大量的冷能。每生产一吨LNG需消耗动力约850kWh,在供给用户使用前将LNG升温气化至常温状态,LNG气化的过程释放大量的冷能,约830kJ/kg。 [0003] 目前,世界上大部分的LNG接收站主要以海水或空气作为热源通过开架式的海水气化器,或以部分LNG燃烧热作为热源,通过浸没燃烧式气化器来加热气化LNG。这些冷能不仅白白浪费,而且直接排放到周围环境会对周围的生态产生一定影响。充分利用LNG冷能不仅可以降低需冷用户的制冷成本,而且有利于降低LNG的使用成本,促进LNG产业的健康发展,推动节能减排的建设,创造巨大的经济、社会和环境效益,因而具有重大的经济和技术意义与极其深远的社会和战略意义。 发明内容[0004] 本发明要解决的技术问题是:基于上述问题,本发明提供一种LNG气化站冷热电三联供系统。 [0005] 本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是:一种LNG气化站冷热电三联供系统,包括依次管路连接的LNG储罐、抽风机、LNG-冷媒换热器、空温式气化器、废热加热器、减压阀、流量检测装置和发电机组,LNG通过LNG-冷媒换热器的壳程,LNG-冷媒换热器的管程内循环有冷媒,LNG-冷媒换热器的管程出口和入口之间依次管路连接有冷媒储罐、冷媒-制冷剂换热器,冷媒-制冷剂换热器内循环有为室内提供冷量的制冷剂,LNG储罐输出端与空温式气化器输入端之间管路连通,发电机组的排气口管路连接有为室内提供热量的废热回收装置,废热回收装置的输出端管路连接废热加热器的输入端。 [0006] 进一步地,冷媒是体积浓度为50%的乙二醇溶液。 [0007] 进一步地,LNG储罐输出端与空温式气化器输入端之间设有两条并联的管路,且每条管路上均设置有电磁阀,分别为电磁阀A和电磁阀B。 [0008] 进一步地,LNG储罐的输出端设置有开启阀,抽风机的输入端设置有电磁阀C。 [0010] 本发明的有益效果是:(1)LNG气化站系统与传统的集中供冷系统两套独立系统结合,实现能源互补利用,提高能源利用效率;(2)实现了LNG冷能的回收,避免对环境造成冷污染;(3)制冷剂在冷媒-制冷剂换热器中换热,实现制冷剂的过冷,提高了制冷循环的COP,节约运行费用;(4)本发明改造方便,在现有LNG气化站的基础上仅需增设LNG-冷媒换热器、冷媒-制冷剂换热器、抽风机即可实现室内制冷;(5)利用废热回收装置收集的热量预热燃烧室入口端的天然气,提高发电效率;(6)利用废热回收装置收集的热量加热LNG,使之转变为天然气,替代了水浴式加热器的使用,起到节能的效果。附图说明 [0011] 下面结合附图对本发明进一步说明。 [0012] 图1是本发明的结构示意图; [0013] 图2是本发明的冷能利用流程图; [0014] 图3是过冷循环示意图; [0015] 其中:1.LNG储罐,2.抽风机,3.LNG-冷媒换热器,4.冷媒储罐,5.冷媒-制冷剂换热器,6.传动轴,7.压气机,8.废热回收装置,9.流量检测装置,10.减压阀,11.废热加热器,12.空温式气化器,13.电磁阀A,14.电磁阀B,15.电磁阀C,16.开启阀,17.预热器,18.燃烧室,19.涡轮机,20.发电机,21.冷凝器,22.节流阀,23.蒸发器,24.压缩机。 具体实施方式[0016] 现在结合具体实施例对本发明作进一步说明,以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。 [0017] 如图1所示的一种LNG气化站冷热电三联供系统,包括依次管路连接的LNG储罐1、抽风机2、LNG-冷媒换热器3、空温式气化器12、废热加热器11、减压阀10、流量检测装置9和发电机组,LNG通过LNG-冷媒换热器3的壳程,LNG-冷媒换热器3的管程内循环有冷媒,LNG-冷媒换热器3的管程出口和入口之间依次管路连接有冷媒储罐4、冷媒-制冷剂换热器5,冷媒-制冷剂换热器5内循环有为室内提供冷量的制冷剂,LNG储罐1输出端与空温式气化器12输入端之间管路连通,发电机组的排气口管路连接有为室内提供热量的废热回收装置8,废热回收装置8的输出端管路连接废热加热器11的输入端。 [0018] 冷媒是体积浓度为50%的乙二醇溶液。 [0019] LNG储罐1输出端与空温式气化器12输入端之间设有两条并联的管路,且每条管路上均设置有电磁阀,分别为电磁阀A13和电磁阀B14。 [0020] LNG储罐的输出端设置有开启阀16,抽风机的输入端设置有电磁阀C15。 [0021] 发电机组包括发电机20、涡轮机19、燃烧室18、传动轴6和压气机7,发电机组给室内提供热量,流量检测装置9和燃烧室18之间设置有预热器17,废热回收装置8的输出端管路连接预热器17的输入端。发电机排气出的废热被废热回收装置8收集,废热回收装置8收集的热量预热燃烧室18入口端的天然气,提高发电效率。 [0022] 使用时,打开LNG储罐的自增压系统,升压至大约0.6MPa,然后开启LNG储罐开启阀将LNG输送到LNG-冷媒换热器中与冷媒进行热交换,LNG部分气化升温,温度由-162℃升至20℃左右,同时将冷量传递给冷媒,气态天然气通过空温式气化器、废热加热器、减压阀,最终输送到用气设备或者发电机组。 [0023] 如图2示,制冷剂在冷媒-制冷剂换热器中换热,实现制冷剂的过冷,再通过过冷循环不断地为室内提供冷量。 [0024] 过冷循环如图3示,低温低压的气态制冷剂通过压缩机24,变成高温高压的气态制冷剂,再通过冷凝器21,变成低温高压的液态制冷剂,再通过冷媒-制冷剂换热器5,实现制冷剂的过冷,再通过节流阀22,变成过冷状态的低温低压液态制冷剂,最后通过蒸发器23,液态制冷剂蒸发吸热,实现室内供冷的目的。 [0025] 当流量监测装置检测到天然气用气量不能够满足用户需求时,可调节空温式气化器电磁阀A、电磁阀B的开度,将LNG储罐的LNG直接通过空温式气化器、废热加热器进行加热,补充天然气供气量。流量监测装置和电磁阀A、B、C分别与控制器电连接。经过流量监控装置的天然气可以用于发电,供用户使用,多余的电量还可以输送的电网。 [0026] 废热回收装置收集天然气发电过程产生的废热,废热用于对废热加热器供热,同时用于建筑用户室内的采暖热水、生活热水。 [0027] 利用冷媒储罐储冷,可将供气高峰时期多余的冷能储存起来,当供气处于低谷时再将冷媒储存的多余冷能释放出来,满足用冷用户的需求,从而可起到供冷调峰的作用,保证供冷的安全稳定性,提高系统的适应性。 [0028] 制冷剂在冷媒-制冷剂换热器中换热,实现制冷剂的过冷,提高了制冷循环的COP,节约运行费用。 |