专利名称：一种利用液化天然气冷能制冷的冷库运行装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于制冷技术领域，具体涉及一种利用液化天然气冷能制冷的冷库运行装置。
背景技术：
液化天然气(LNG)常压下为-162°C的超低温液体。LNG生产的动力消耗约为 850kWh/t，在接收终端1. Ot LNG汽化大约可释放出230 240kWh的冷量。每生产1吨LNG 耗电量为850kWh，如果LNG冷能得以充分利用，则按照0. 7元/度的电价用于深冷项目计 算，_162°C的LNG冷能价值约420元/吨。其经济效益和社会效益相当可观。专利JP2007298215-A以丁烷为冷媒回收LNG冷能，通过丁烷将乙醇水溶液冷却的 方式将冷能储存起来，避免了 LNG冷能的浪费，但并没有提出将该冷能用于具体的冷量用 户，需要储冷装置，且存在冷量储存与使用的不同步性。冷库运行管理中，主要的成本是电力消耗，约占成本的25% 30%或更多。为降 低冷库的电耗，专利CN 2337482Y公开了一种液化气体制冷装置，采用无任何污染源和污 染物的-200°C左右的低温液化气体为制冷剂，结构简单，设备投资少，制冷效果好，但并未 明确指出该液化气体为哪种气体。在降低冷库电耗的同时，考虑到LNG冷能的不充分利用，出现了将二者结合起来 的技术。专利CN2758674Y采用R410A为制冷剂回收LNG冷能用于冷库制冷，具有将LNG冷 能用于冷库制冷技术的普遍优势，但该装置未设置备用的制冷系统，缺乏较强的事故调节 能力，同时制冷剂R410A在我国市场占有率低，竞争力弱。
实用新型内容本实用新型目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种利用液化天然气冷能制冷 的冷库运行装置，该装置包括三个系统LNG气化系统、低压氨制冷循环系统和电压缩氨制 冷循环系统，其中电压缩氨制冷系统可作为备用调节系统，可单独满足冷库的制冷需求，当 低压氨制冷循环系统出现故障时，可启动该系统为冷库供冷；当LNG供量不足时，启动电压 缩氨制冷循环系统，两个系统同时向冷库供冷。目的在于提高LNG的冷能利用率，同时降低 冷库的能耗。本实用新型目的通过以下技术方案来实现本实用新型包括三个系统LNG气化系统、低压氨制冷循环系统和电压缩氨制冷 循环系统LNG气化系统包括LNG储罐1、空气气化器2、调压阀21，通过保温输送管线将LNG 储罐1和空气气化器2相连，再通过常温输送管线将空气气化器2和调压阀21相连；低压 氨制冷循环系统包括冷库3、换热器4、液氨收集罐6、离心泵11、流量计7和调压阀22，通 过保温输送管线将冷库3、换热器4、液氨收集罐6、离心泵11、流量计7和调压阀22连接到 冷库3构成循环。所述的电压缩氨制冷循环系统包括冷库3、换热器8、压缩机9、液氨储罐 10和调压阀23，通过保温输送管线将冷库3、换热器8和压缩机9依次相连，通过保温输送管线将液氨储罐10连接到换热器8，再将换热器8和调压阀23连接到冷库3构成循环。本实用新型装置的工作原理如下LNG气化系统过程如下从LNG储罐出来的c股LNG直接进入空气气化器2气化为 25°C的天然气，与来自低压氨循环系统的天然气混合后经调压阀21降压至0. 3 0. 35MPa 后，进入城市管网；低压氨制冷循环系统过程如下从冷库3中出来的a股氨气进入换热器 4与_162°C的d股LNG换热后冷凝为_40°C，0. IMPa的液氨，进入液氨收集罐6，然后经离心 泵11加压至0. 4 0. 6MPa左右，再经调压阀22将其压力降为0. 15MPa后，送入冷库3制 冷；电压缩氨制冷循环系统过程如下从冷库3中出来的b股氨气进入换热器8与冷却水 换热，然后经压缩机9压缩至1. 4MPa (这时温度为126°C左右)，然后再送回换热器8，经冷 却水冷凝为35°C的液氨，经调压阀23调压至0. 15MPa后，送入冷库3制冷。其中电压缩氨 制冷系统可作为备用调节系统，可单独满足冷库的制冷需求；当LNG供量不足时，打开阀门 (18、19)，启动电压缩氨制冷循环系统，两个系统同时向冷库供冷。本实用新型相对于现有技术所具有以下优点(1)在冷库原有的电压缩氨制冷循环系统中加入低压氨制冷循环系统，提高了 LNG卫星站冷能利用率，同时降低了原有冷库的电力消耗，体现了节能降耗的要求；(2)系统具有稳定性两个制冷循环系统的存在，使得事故调节易于进行；(3)增加低压氨制冷循环系统，并不影响卫星站的正常运行。
图1为本实用新型的利用液化天然气冷能制冷的冷库运行装置；其中，1为LNG储罐；2为空气气化器；5为第二空气气化器；3为冷库；4和8为换 热器；6为液氨收集罐；7为流量计；9为压缩机；10为液氨储罐；11为离心泵；12为压力传 感器；13为温度传感器；14-20为阀门；21-23为调压阀；
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括三个系统LNG气化系统、低压氨制冷循环系统和电 压缩氨制冷循环系统=LNG气化系统包括LNG储罐1、空气气化器2、调压阀21，通过保温输 送管线将LNG储罐1和空气气化器2相连，再通过常温输送管线将空气气化器2和调压阀 21相连；低压氨制冷循环系统包括冷库3、换热器4、液氨收集罐6、离心泵11、流量计7和调 压阀22，通过保温输送管线将冷库3、换热器4、液氨收集罐6、离心泵11、流量计7和调压阀 22连接到冷库3构成循环。电压缩氨制冷循环系统包括冷库3、换热器8、压缩机9、液氨储 罐10和调压阀23，通过保温输送管线将冷库3、换热器8和压缩机9依次相连，通过保温输 送管线将液氨储罐10连接到换热器8，再将换热器8和调压阀23连接到冷库3构成循环。在LNG卫星站，从LNG储罐1中出来的-162°C，0. 4 0. 6MPa的LNG分成c、d两股， c股LNG进入空气气化器2气化为25°C的天然气，经调压阀21调压至0. 3 0. 35MPa后，进 入城市管网，完成LNG的气化。d股LNG进入换热器4中与来自冷库3的-20°C，0. IMPa的 a股氨气换热后，变为-25 -30。C的天然气，经第二空气气化器5升温为25 °C的天然气后， 与LNG气化系统中的25°C的天然气混合，再经调压阀21调压至0. 3 0. 35MPa后，送入城 市管网；同时，氨气被冷凝为-40°C的液氨后进入液氨收集罐6，经离心泵11加压至0. 4 0. 6. MPa后再经调压阀22降压至0. 15Mpa,最后送入冷库3制冷，完成低压氨制冷循环。当冷库3的需冷量较大，或LNG量供应不足时，为满足要求，在进行低压氨制冷循 环的同时，打开阀门(18、19)，开启电压缩氨制冷循环系统，该系统冷凝后的液氨经调压阀 23调压至0. 15MPa后，与来自低压氨制冷循环中经调压阀22调压后的液氨混合，最后进入 冷库制冷。以日平均供气量3X 104Nm3/d为基准计算，LNG流量1050Kg/h，液氨流量550Kg/h， 该系统总投资100万元左右，供冷温度-40°c -20°c，供冷负荷224kW，每天可供冷总量为 5370kWh，其价值为0. 394元/kWh，每年节电效益可达70余万元。
权利要求一种利用液化天然气冷能制冷的冷库运行装置，其特征在于，包括三个系统LNG气化系统、低压氨制冷循环系统和电压缩氨制冷循环系统；所述的LNG气化系统包括LNG储罐(1)、空气气化器(2)、调压阀(21)，通过保温输送管线将LNG储罐(1)和空气气化器(2)相连，再通过常温输送管线将空气气化器(2)和调压阀(21)相连，所述的低压氨制冷循环系统包括冷库(3)、换热器(4)、液氨收集罐(6)、离心泵(11)、流量计(7)和调压阀(22)，通过保温输送管线将冷库(3)、换热器(4)、液氨收集罐(6)、离心泵(11)、流量计(7)和调压阀(22)连接到冷库(3)构成循环，所述的电压缩氨制冷循环系统包括冷库(3)、换热器(8)、压缩机(9)、液氨储罐(10)和调压阀(23)，通过保温输送管线将冷库(3)、换热器(8)和压缩机(9)依次相连，通过保温输送管线将液氨储罐(10)连接到换热器(8)，再将换热器(8)和调压阀(23)连接到冷库(3)构成循环。
专利摘要本实用新型公开了一种利用液化天然气冷能制冷的冷库运行装置，包括LNG气化系统、低压氨制冷循环系统和电压缩氨制冷循环系统，通过保温输送管线将LNG储罐和空气气化器相连，再通过常温输送管线将空气气化器和调压阀相连，通过保温输送管线将冷库、换热器、液氨收集罐、离心泵、流量计和调压阀连接到冷库构成循环，在不影响LNG卫星站正常运行的前提下，分出一部分LNG为冷库供冷；在传统电压缩氨制冷的基础上另建一个低压液氨制冷循环，一方面节约了传统电压缩氨制冷的耗电量，另一方面回收了LNG气化时释放的冷能，提高了卫星站的冷能利用率，对于实现节能减排的目标具有重大的意义。
文档编号F25D16/00GK201569239SQ20092023820
公开日2010年9月1日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者刘宗斌, 张青, 徐文东, 李辉, 林光亮, 樊栓狮, 边海军, 郑惠平 申请人:华南理工大学;佛山市顺德区港华燃气有限公司