技术领域
[0001] 本实用新型涉及天然气液化装置技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种海洋平台用天然气液化装置。
背景技术
[0002] 我国海洋天然气资源丰富，但是天然气资源分散，其中相当一部分为深海气田、边际小气田和低品味天然气资源。我国海洋油田天然气利用形式主要有三种：一是通过海底管道直接输送到陆地终端利用；二是用作平台电、热站的
燃料气；三是回注
地层。但即使最大限度的利用，还是有很大一部分海上油田天然气由于尚未建立管输系统或建立管输系统
不经济等原因而被冷放空或火炬燃烧，造成
能源浪费且污染环境。如果将现有陆地的井口
气液化装置及方法回收该部分天然气，通过LNG运输船进行运输至用户，这种方式具有便于迁移、可重复使用、生产效率高等优点，对促进我国海域尤其是深海气田、小型气田开发，充分利用油气资源具有重要意义。
[0003] 与陆地油田相比，海洋平台天然气液化装置的设计需要考虑：(1)不同气田的适应性；(2)气质条件的不
稳定性；(3)海上环境复杂多变而造成回收系统的临时停车；(4)占地面积有限；(5)海上天然气液化制冷剂的补给不方便等限制因素。
[0004] 现有液化技术主要有4种类型：阶式制冷工艺、混合制冷工艺、膨胀制冷工艺和高压引射制冷工艺。据相关报道中指出，目前国内外有部分平台采用液化的氮膨胀膨胀制冷
循环技术，但仍存在海上适应性较差，工艺处理能
力小、效率低等
缺陷。常规高压引射制冷工艺因采用机械制冷，可以较好的解决上述技术问题。而且，现有的集装箱式LNG储存系统存在使用不方便，缓冲能力不强的缺陷。
实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的是提供一种海上适应性较强的、方便运输的海洋平台用天然气液化装置。
[0006] 为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种海洋平台用天然气液化装置，包括：
[0007] 天然气预处理系统，其用于将原料气
净化为达到国家二类标准的民用气；
[0008] 液压
增压系统，其具有第一进气口及第二进气口，液压增压系统的第一进气口与天然气预处理系统的出气口连通，并将天然气预处理系统净化得到的民用气增压为高压
气；
[0009] 高压引射制冷系统，包括：
[0010] 预冷器，其进气口与液压增压系统的出气口连通；
[0011]
管式换热器，其进气口包括第一进气口及第二进气口，其出气口包括第一出气口及第二出气口；管式换热器的第一进气口与预冷器的出气口连通；
[0012] 重
烃分离器，其进气口与管式换热器的第一出气口连通，重烃分离器包括第一出气口及第二出气口；
[0013] 高压引射器，其包括第一进气口及第二进气口，高压引射器的第一进气口与重烃分离器的第一出气口连通，其出气口与缓冲罐的进气口连通；
[0014] 其中，重烃分离器的第二出气口与管式换热器的第二进气口连通，管式换热器的第二出气口与液压增压系统的第二进气口连通，用于将循环气通入液压增压系统中进行增
压循环；
[0015] LNG储存系统，其包括所述缓冲罐，所述缓冲罐的出气口通过
低温泵或者单向
阀管网与控制管汇的进气口连通，控制管汇的出气口连通LNG储存罐，LNG储存罐的气管连通所
述高压引射器的第二进气口。
[0016] 优选地，所述液压增压系统包括第一系统及第二系统，所述第一系统包括：
[0017] 第一一级
液压缸，其进气口即为所述液压增压系统的第一进气口，并与天然气预处理系统的出气口连通；
[0018] 第一
海水冷却器，其进气口与第一一级液压缸的出气口连通；
[0019] 第一二级液压缸，其进气口与第一
海水冷却器的出气口连通；
[0020] 第二海水冷却器，其进气口与第一二级液压缸的出气口连通；
[0021] 所述第二系统包括：
[0022] 第二一级液压缸，其进气口即为所述液压增压系统的第二进气口；
[0023] 第三海水冷却器，其进气口与第二一级液压缸的出气口连通；
[0024] 第二二级液压缸，其进气口与第三海水冷却器的出气口连通；
[0025] 第四海水冷却器，其进气口与第二二级液压缸的出气口连通；
[0026] 所述第二海水冷却器与第四海水冷却器的出气口均连通第一管道的进气口，第一管道的出气口即为所述液压增压系统的出气口。
[0027] 优选地，天然气预处理系统、液压增压系统、高压引射制冷系统和LNG储存系统均为集装箱式。
[0028] 优选地，所述集装箱式LNG储存系统包括：
[0030]
支撑板，其通过竖直的
弹簧水平设置于箱体的
底板的正上方，所述支撑板的
侧壁紧贴箱体的内侧壁一圈；
[0031] 四个导向柱，其下端固定于箱体的底板的四
角，其上端穿过并突出于所述支撑板的四角；
[0032] T型滑
块，其下端固定在所述支撑板上表面的中部，所述T型滑块的长度方向沿着支撑板的长度方向；
[0033]
滑板，其长度方向的一对竖直侧面均均匀设置有多个
齿条，所述滑板的另一对竖直侧面均向内凹陷形成一贯通的长条状的T型凹槽，所述T型凹槽内设置有所述T型滑槽；
[0034] 一对
齿轮，其分别与滑板的齿条状的一对竖直侧面
啮合，一对齿轮相对设置于所述滑板的两侧；所述齿轮的中心通孔均穿设并固定有一
电机的
输出轴。
[0035] 优选地，所述支撑板与箱体的底板间设置有支撑装置，所述支撑装置包括相互交错设置的加强肋板。
[0036] 优选地，所述箱体的侧壁上相对固定有一对与LNG储存罐的罐体的外壁形状匹配的
橡胶垫块。
[0037] 本实用新型至少包括以下有益效果：
[0038] 1、天然气预处理系统、液压增压系统、高压引射制冷系统和LNG储存系统，这四个系统全部采用集装箱式，便于运输，很好的满足海洋平台的应用；
[0039] 2、该本实用新型的适用能力强，装置阀件少、设备少，而且为单一制冷剂，减少了很多辅助设备的启动时间，不需要制冷剂配比等操作，控制简单，可以实现无人职守；
[0040] 3、液压增压系统中的液压缸属于标准件，也易于更换，冷却器采用海水冷却循环，因此，具有取水
温度低、资源丰富等优点，降低了该系统的耗能；
[0041] 4、集装箱式的LNG储存系统通过设置滑块及与滑块两侧啮合的一对齿轮，一对齿轮在一对电机反转的作用下，能滑出并滑进箱体，方便LNG储存罐的罐体放入箱体，节省了人力，而且该系统的缓冲能力强，能有效消除颠簸。
[0042] 本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0043] 图1为本实用新型对天然气进行液化流程的示意图；
[0044] 图2为本实用新型所述高压引射制冷系统的示意图；
[0045] 图3为本实用新型所述液压增压系统的示意图；
[0046] 图4为本实用新型所述天然气预处理系统的示意图；
[0047] 图5为本实用新型所述集装箱式LNG储存系统的结构示意图；
[0048] 图6为本实用新型所述滑板与一对齿轮的连接关系示意图。
[0049] 附图标记说明：
[0050] 1、预冷器，2、管式换热器，3、重烃分离器，4、高压引射器，5、缓冲罐，6、控制管汇，7、LNG储存罐，8、第一一级液压缸，9、第一海水冷却器，10、第一二级液压缸，11、第二海水冷却器，12、第二一级液压缸，13、第三海水冷却器，14、第二二级液压缸，15、第四海水冷却器，
16、第一管道，17、三相分离罐，18、
脱硫脱
碳装置，19、分子筛装置，20、污水罐，21、箱体，22、支撑板，23、导向柱，24、T型滑块，25、滑板，26、齿轮，27、橡胶垫块，28、LNG储存罐的罐体，
29、弹簧，30、支撑装置。
具体实施方式
[0051] 下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0052] 在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或
位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0053] 如图1-6所示，本实用新型提供一种海洋平台用天然气液化装置，包括：
[0054] 天然气预处理系统，其用于将原料气净化为达到国家二类标准的民用气；
[0055] 液压增压系统，其具有第一进气口及第二进气口，液压增压系统的第一进气口与天然气预处理系统的出气口连通，并将天然气预处理系统净化得到的民用气增压为高压
气；
[0056] 高压引射制冷系统，包括：
[0057] 预冷器1，其进气口与液压增压系统的出气口连通；
[0058] 管式换热器2，其进气口包括第一进气口及第二进气口，其出气口包括第一出气口及第二出气口；管式换热器2的第一进气口与预冷器1的出气口连通；
[0059] 重烃分离器3，其进气口与管式换热器2的第一出气口连通，重烃分离器3包括第一出气口及第二出气口；
[0060] 高压引射器4，其包括第一进气口及第二进气口，高压引射器4的第一进气口与重烃分离器3的第一出气口连通，其出气口与缓冲罐5的进气口连通；
[0061] 其中，重烃分离器3的第二出气口与管式换热器2的第二进气口连通，管式换热器2的第二出气口与液压增压系统的第二进气口连通，用于将循环气通入液压增压系统中进行
增压循环；
[0062] LNG储存系统，其包括所述缓冲罐5，所述缓冲罐5的出气口通过
低温泵或者
单向阀管网与控制管汇6的进气口连通，控制管汇6的出气口连通LNG储存罐7，LNG储存罐7的气管
连通所述高压引射器4的第二进气口。
[0063] 在该种技术方案中，所述管式换热器2采用管绕式，净化气温度可达-80--100℃，凝析出重烃。所述高压引射制冷系统主要负责高压气体液化。所述LNG储存系统负责将液化气存储，可通过LNG运输船整体拖运。LNG即
液化天然气。
[0064] 在另一种技术方案中，所述液压增压系统包括第一系统及第二系统，所述第一系统包括：
[0065] 第一一级液压缸8，其进气口即为所述液压增压系统的第一进气口，并与天然气预处理系统的出气口连通；
[0066] 第一海水冷却器9，其进气口与第一一级液压缸8的出气口连通；
[0067] 第一二级液压缸10，其进气口与第一海水冷却器9的出气口连通；
[0068] 第二海水冷却器11，其进气口与第一二级液压缸10的出气口连通；
[0069] 所述第二系统包括：
[0070] 第二一级液压缸12，其进气口即为所述液压增压系统的第二进气口；
[0071] 第三海水冷却器13，其进气口与第二一级液压缸12的出气口连通；
[0072] 第二二级液压缸14，其进气口与第三海水冷却器13的出气口连通；
[0073] 第四海水冷却器15，其进气口与第二二级液压缸14的出气口连通；
[0074] 所述第二海水冷却器11与第四海水冷却器15的出气口均连通第一管道16的进气口，第一管道16的出气口即为所述液压增压系统的出气口。
[0075] 在该种技术方案中，所述海水冷却器采用海水作为介质于增压的天然气进行热交换。所述液压增压系统负责将净化气及高压引射制冷系统中的循环气进行增压至20-
25MPa；增压至20-25MPa的净化气和循环气混合成高压气，通入高压引射制冷系统进行处
理。一级液压缸及二级液压缸实际都是液压缸，只是工艺步骤上一级液压缸在前，将其命名为一级液压缸，二级液压缸在后，将其命名为二级液压缸。
[0076] 在另一种技术方案中，天然气预处理系统、液压增压系统、高压引射制冷系统和LNG储存系统均为集装箱式。
[0077] 在该种技术方案中，采用集装箱式，可以采用积木式进行搭建或平面布局，便于运输，很好的满足海洋平台的应用。
[0078] 在另一种技术方案中，所述集装箱式LNG储存系统包括：
[0079] 箱体21，其为方形的壳体状；
[0080] 支撑板22，其通过竖直的弹簧29水平设置于箱体21的底板的正上方，所述支撑板22的侧壁紧贴箱体21的内侧壁一圈；
[0081] 四个导向柱23，其下端固定于箱体21的底板的四角，其上端穿过并突出于所述支撑板22的四角；
[0082] T型滑块24，其下端固定在所述支撑板22上表面的中部，所述T型滑块24的长度方向沿着支撑板22的长度方向；
[0083] 滑板25，其长度方向的一对竖直侧面均均匀设置有多个齿条，所述滑板25的另一对竖直侧面均向内凹陷形成一贯通的长条状的T型凹槽，所述T型凹槽内设置有所述T型滑
槽；
[0084] 一对齿轮26，其分别与滑板25的齿条状的一对竖直侧面啮合，一对齿轮26相对设置于所述滑板25的两侧；所述齿轮26的中心通孔均穿设并固定有一电机的输出轴。
[0085] 在该种技术方案中，箱体21的开口设置在如图5所示的前后侧面中的任一侧面。需要在箱体21内放入LNG储存罐7的罐体时，开启一对电机，一对齿轮26转动且二者旋转的方
向相反，一对齿轮26带动与其啮合的滑板25沿着T型滑块24的长度方向滑出箱体21且不脱
落，将LNG储存罐的罐体28放着在滑板25上表面，在开启电机反转，一对齿轮26转动并将滑板25滑回至箱体21内部。避免了人工将LNG储存罐的罐体28推入支撑板22上，省事省力。电机可固定在箱体21的顶板上，电机的输出轴竖直向下穿设有所述齿轮26，也可将电机内置
在箱体21的底板里，电机的输出轴竖直向上穿出箱体21的底板、支撑板22后穿设有所述齿
轮26。
[0086] 在另一种技术方案中，所述支撑板22与箱体21的底板间设置有支撑装置30，所述支撑装置30包括相互交错设置的加强肋板。
[0087] 在该种技术方案中，加强板的高度低于弹簧29的高度，在晃动过大时，起到支撑支撑板22的作用，同时能防止弹簧29发生过度形变。
[0088] 在另一种技术方案中，所述箱体21的侧壁上相对固定有一对与LNG储存罐7的罐体的外壁形状匹配的橡胶垫块27。
[0089] 在该种技术方案中，一对橡胶垫块27将LNG储存罐的罐体28卡在二者之间防止其与箱体21的侧壁发生膨胀，起到缓冲作用。
[0091] 本实用新型的液化流程是原料气经过所述天然气预处理系统净化后，进入所述液压增压系统进行增压，再进入所述高压引射制冷系统进行液化，液化后的天然气进入所述
LNG储存系统中，所述高压引射制冷系统的循环气进入液压增压系统循环增压，所述LNG储
存系统中的闪蒸气体进入所述高压引射制冷系统进一步引射液化。
[0092] 如图4所示，本实用新型首先将原料气输送到所述天然气预处理系统中的三相分离罐17去除原料气中的固体颗粒及大分子游离水，再进入脱硫
脱碳装置18去除原料气中的
含硫化物和小分子游离水，接着经过分子筛装置19去除原料气中的饱和水，达到国家民用
气二类标准；三相分离罐17和分子筛装置19分离出的游离水分别通过水管管线汇入到污水
罐中。所述污水罐可实现所有排污水及重烃设备的排污的集中收集，并通过集装箱托运方
式运输至污
水处理站。所述天然气预处理系统包括三相分离灌、脱硫、脱碳装置、分子筛装置19和污水罐设备，主要负责对天然气进行净化处理及污水收集，净化处理后的天然气达
到无固体颗粒、无饱和水、无
酸性气体状态。
[0093] 如图3所示，经过所述天然气预处理系统处理后的净化气进入所述液压增压系统中，通过第一一级液压缸8、第一海水冷却器、第一二级液压缸10和第二海水冷却器11进行增压；循环气经过第二一级液压缸12、第三海水冷却器、第二二级液压缸14和第四海水冷却器15增压后，与原料气增压后汇合成高压气，集中输送到所述高压引射制冷系统中，其中，液压站为第一一级液压缸8、第一二级液压缸10、第二一级液压缸12、第二二级液压缸14提供液压动力。所述净化气和循环气同时增压至20-25MPa作为高压气输入到高压引射制冷系
统。
[0094] 如图3所示，高压气经过制冷机提供冷量的预冷器1、管式换热器2、重烃分离器3，得到的净化气温度可达-80～-100℃，再通过高压引射器4将预冷的三分之一高压气体膨胀后得到LNG存储于缓冲罐5，未液化的三分之二的低温气与预冷的净化气在管式换热器2进
行热交换得到的循环气进入所述液压增压系统中进行增压循环。
[0095] 缓冲罐5中的液化天然气通过低温泵或者单向阀管网流入通过控制管汇6进入LNG储存罐7，LNG储存罐7中的闪蒸气进入高压引射器4循环液化。
[0096] 尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于
说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的
修改，因此在不背离
权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实
用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
