本发明属于天然气综合利用领域，具体涉及一种集装箱式lng能源综合利用装置。
背景技术：
现在的国内各公司都在进行分布式能源技术开发。对于移动式模块化能源解决方案是其中最重要的一个方向。目前应用的移动式能源燃料主要是柴油，利用柴油机带动发电机进行发电，其冷、热、气、电都是单独一套系统，不能实现冷、热、气、电的联供，能源转化方式单一，发电过程中的废热无法实现回收利用，热量损失较大，柴油机排放污染较高，并且装置尺寸未标准化，转场运输相对困难。而在节能减排的大背景下，lng也叫天然气，是一种清洁能源，相对柴油污染大大降低，已成为我国燃料的主导气源，如何利用lng作为移动式能源燃料，并在一定程度上缓解柴油能源燃料的使用是一个值得研究的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种集装箱式lng能源综合利用装置，以解决偏远乡镇无法使用管输天然气的问题，并用天然气代替罐装液化石油气，降低居民用气成本、实现燃气不间断供应，实现野外工程冷、热、气、电联供，并提高能源利用效率，降低能源消耗；还用天然气代替柴发电，解决柴油发电的大气污染问题；还用标准集装箱装运各个模块，解决移动式能源设备的转场运输以及运输过程中出现的对设备的损伤问题。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供一种集装箱式lng能源综合利用装置，包括分别具有独立集装箱式结构的lng储罐模块、增压模块、供冷模块、发电模块和供热模块，lng储罐模块包括有储气罐，增压模块包括有增压泵和空温式气化器，供冷模块包括有冷媒预冷器、制冷机组、冷媒入口和冷媒出口，发电模块包括有发电机和燃气机组，供热模块包括有换热器、燃气炉、冷水入口和热水出口，其中：储气罐的一出气端与增压泵的进气端通过第二气路阀相连接，另一出气端与燃气管网的天然气管通过第一气路阀相连接；增压泵的出气端与空温式气化器和冷媒预冷器的进气端分别通过第三气路阀、第四气路阀相连接，冷媒预冷器与制冷机组通过冷媒管阀相连接，冷媒预冷器还与冷媒入口相连接，制冷机组还与冷媒出口相连接，冷媒预冷器的出气端与空温式气化器的出气端相连接；空温式气化器的出气端与燃气机组和燃气炉的进气端分别通过第五气路阀、第六气路阀相连接，燃气机组的做功输出端连接有发电机，燃气机组做功后的高温废气与换热器通过烟气管阀相连接，换热器上设有烟气放空阀，换热器还与冷水入口相连接，换热器与燃气炉通过水流管阀相连接，燃气炉还与热水出口相连接。
进一步，所述增压模块与供冷模块集成为一体。
进一步，所述冷水入口处设有水处理器，用以对进入所述换热器的冷却水进行软化和净化处理。
进一步，所述换热器为是板式、管壳式或板翅式换热器。
进一步，所述燃气炉内设有呈u型、s型或螺旋型加热管，所述加热管的一端与水流管阀相连接，另一端与热水出口相连接。
进一步，所述综合利用装置还包括集成在增压模块内的控制系统，用以对lng储罐模块、增压模块、供冷模块、发电模块和供热模块进行监控、测量、控制。
本发明的有益效果是：
1、采用lng为燃料，相对传统的柴油环境污染更小。
2、采用模块化组合方案，功能多样(具有居民用气，工地用电、制冷、供热等功能)，每个功能可根据实际需要单独或组合选配。
3、相对传统移动式能源效率更高，更节约能源。在制冷时，利用lng的汽化冷量给冷媒预冷，可以大大减少制冷机组的电耗；在供热时，利用燃气机组的高温废气预热冷水，可以大大减少燃气炉的天然气消耗。
4、相比传统非标准尺寸的设计，本发明采用集装箱标准尺寸设计，便于公路、铁路和海洋运输，并且可以减少运输过程中的损伤。
5、相对传统的焊接，本发明模块之间采用软管法兰(或螺纹)连接，组装方便，利于减少现场施工量和安装时间，并且可以缓冲由于地基不均匀沉降对设备管路的损伤，对设备的基础要求低。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明集装箱式lng能源综合利用装置的示意图；
附图标记：lng储罐模块a、增压模块b、供冷模块c、发电模块d、供热模块e、储气罐1、第一气路阀2、第二气路阀3、增压泵4、第三气路阀5、空温式气化器6、第四气路阀7、冷媒预冷器8、制冷机组9、控制系统10、第五气路阀11、发电机12、燃气机组13、第六气路阀14、换热器15、燃气炉16、冷媒管阀17、冷媒入口18、冷媒出口19、烟气管阀20、冷水入口21、热水出口22、烟气放空阀23、水流管阀24、加热管25。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例提供的一种集装箱式lng能源综合利用装置，由lng储罐模块a、增压模块b、供冷模块c、发电模块d和供热模块e以及各模块之间的链接管道和阀门组成，且各模块都分别设计集成在独立的标准集装箱内，各模块之间采用软管法兰(或螺纹)连接；lng储罐模块a包括有用于储存液化天然气的储气罐1，增压模块b包括有用于将液化天然气加压的增压泵4和用于将液化天然气强制转换成气态的空温式气化器6，供冷模块c包括有用于将液化天然气加热气化的冷媒预冷器8以及制冷机组9、冷媒入口18和冷媒出口19，发电模块d包括有发电机12和燃气机组13，供热模块e包括有换热器15、燃气炉16、冷水入口21和热水出口22，其中：储气罐1的一出气端与增压泵4的进气端通过第二气路阀3相连接，另一出气端与燃气管网的天然气管通过第一气路阀2相连接；增压泵4的出气端与空温式气化器6和冷媒预冷器8的进气端分别通过第三气路阀5、第四气路阀7相连接，冷媒预冷器8与制冷机组9通过冷媒管阀17相连接，冷媒预冷器8还与冷媒入口18相连接，制冷机组9还与冷媒出口19相连接，冷媒预冷器8的出气端与空温式气化器6的出气端相连接；空温式气化器6的出气端与燃气机组13和燃气炉16的进气端分别通过第五气路阀11、第六气路阀14相连接，燃气机组13的做功输出端连接有发电机12，燃气机组13做功后的高温废气与换热器15通过烟气管阀20相连接，换热器15上设有烟气放空阀23，换热器15还与冷水入口21相连接，换热器15与燃气炉16通过水流管阀24相连接，燃气炉16还与热水出口22相连接。
需要说明的是，通过上述方案，本领域技术人员应当理解，通过不同模块的组合能实现冷、热、气、电的联供，当然用户也可根据自己的需求单独选配某一个或几个模块来实现自由组合。
在另一实施例中的增压模块b与供冷模块c可集成为一体。由于该两个模块的体积较小，可将其合并放置在一个集装箱内，这样，进一步方便安装、使用及运输。
在另一实施例中的冷水入口21处设有水处理器(未画出)，可对进入换热器15的冷却水进行软化和净化处理，一方面防止换热器15内结出水垢，影响冷水供应，另一方面可利于热水出口22的直接使用，减少后续处理环节。
本实施例中的换热器15采用管壳式换热器15，当然在不同的实施例中还可以采用板式或板翅式换热器15。
本实施例中的燃气炉16内采用呈s型加热管25，当然在不同的实施例中还可以采用u型或螺旋型加热管25，该热管的一端与水流管阀24相连接，另一端与热水出口22相连接。
本实施例中的利用装置还包括集成在增压模块b内的控制系统10，用以对lng储罐模块a、增压模块b、供冷模块c、发电模块d和供热模块e进行监控、测量、控制。当然，本领域技术人员应当理解，该控制系统10设置在增压模块b内并不是唯一结构，也可以单独设置，或设置在其他模块上均可以。
总的来说，本发明通过不同模块组合能实现冷、热、气、电的联供，用户也可以根据自己的需求单独选配某一个或几个模块；且供冷、供热模块都能够实现能量回收以减少对lng的消耗，各模块均设计在标准集装箱内，便于公路、铁路和海洋轮船运输。具有结构紧凑、移动方便、节能环保、启动速度快、供气能力强、环境适应性强、安全可靠性高等优势。
现根据上述方案，具体阐释下其工作原理：
lng储罐模块a的储气罐1主要是用来存储lng的液化天然气。如果用在城镇燃气供应，由于城镇居民用气压力较低，无需加压直接通过第一气路阀2将储气罐1顶部的气相接入燃气管网的天燃气管，供应城镇居民用气。而增压模块b的增压泵4主要是将液化天然气加压后，进入空温式气化器6进行强制气化，获得高压的气化天然气，该模块同时集成控制系统10，对各模块进行监控，测量，控制。需要制冷时，液化天然气经过增压泵4后进入制冷模块的冷媒预冷器8，用冷媒预冷器8加热液化天然气将其气化，冷媒被降温预冷，回收lng的冷量，冷媒再经过制冷机组9进一步降温后输出本利用装置并通过冷媒出口19与冷媒入口18与外部设备构成循环回路而对外制冷，从而降低制冷机组9负荷。加压后的气化天然气进入燃气机组13，燃气机组13对外做功带动发电机12发电。如果需要供热，也可以将加压后的气化天然气接入燃气炉16，气化天然气在燃气炉16内燃烧加热冷水，同时为了减少燃气炉16的气化天然气消耗，先将冷水通过换热器15与燃气机组13的高温废气换热，冷水被预热后再进入燃气炉16，从而回收燃气机组13的热量。并且每个模块都设计集成在标准集装箱内，模块之间采用高压软管链接。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。