液态天然气的输配与气化管理系统技术方案

一种液态天然气的输配与气化管理系统，包括一设置有至少一输配气区、气化处理区及中央管理区的输配月台，其中，该输配气区供至少一列液态天然气运输列车输运卸载液态天然气，该气化处理区连结该输配气区，该气化处理区内包含至少一燃料电池模块，以透过该燃料电池模块于发电过程中所产生的热能、水副产物进行热交换，让该来自输配气区的液态天然气气化，并将气化的天然气送入一区域供气管路或一暂存储气区中暂存，以及反馈给该气化处理区中的燃料电池模块，该中央管理区并接收气化处理区的燃料电池模块发电电源，并连结及控制该输配气区、气化处理区的液态天然气输配气、气化处理及气化天然气输出的管理、监视与控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种液态天然气的输配与气化管理系统，特别是一种以输配月台供输配、管理液态天然气与燃料电池模块作为该液态天然气的气化处理与提供天然气的系统。
技术介绍
天然气能源目前已成为全世界热列讨论的干净发电燃料与能源之一，特别是天然气的燃烧完全及产生的副产物二氧化碳的产量，远比以煤炭作为能源发电的火力发电系统所产生的二氧化碳量还要来得少，并为目前政府所积极推广的干净环保发电能源，并且，天然气也是家家户户必备的烹煮热能或洗涤用热水产生的主要能源，因此，天然气已成为日常生活中不可或缺的发电与燃料能源，其输配、气化与管理系统，相形的下，也就显得重要。现有用来运输液态天然气的主要交通载具为特制的液态天然气运输船舶，在特定的港口码头卸载后，必需先注入港口区所设置地上或地下的大型储存槽中予以暂存，诸如现有的早期液态天然气运输船，可以运输约120,000m3(立方米)～140,000m3容量(约5万吨左右)，必需注入10万～20万公秉(103公升)大容量的暂时储存槽中，于需要供应时，再借由繁复的气化处理过程，加压经过冗长的天然气输送管路输送至各地瓦斯公司的大型储气槽中，再经由瓦斯公司透过该瓦斯配送管线输送至各家庭用户或下游用户中，而上述现有常用的气化方式，可大致区分有三种，第一种是空气气化(ambient air vaporization，简称A.A.V.)方式，利用周遭环境的空气温度与该液态天然气进行热交换气化，但一般空气温度就算在亚热带或热带地区，虽可在摄氏0℃以上(如中国台湾地区夏季平均温度约为25℃左右，冬季平均温度约为15℃左右)，但该液化天然气的温度最低可达摄氏-165℃左右，使其气化效率不彰，且气化速度也较慢，易受周遭环境的季节温度、画夜温差、风向、湿度等环
境因素影响，而使该液态天然气的气化效率更差，更何况在此种现有气化方式在操作过程中，该液态天然气进口管路附近及气化的热交换片易结冰，更加影响气化的效率与速度，再者，此种现有气化方式必需经由大型强力风扇来造成大量空气流通，除了设备成本较为昂贵外，亦必需耗费大量的电力，同时也必需具备较大面积的操作厂区，并不符合产业的利用效益与价值。另外，第二种是开架式气化(open rack vaporization)，直接利用港区液态天然气卸载码头附近海域的海水来直接引进热交换器中进行浇淋的操作，以便借由海水的温度达到热交换的液态天然气的气化功能，但同样地，该海水的平均温度需在摄氏5℃以上，但也会受到所在地区的环境气候影响而有所不同，并且，该海水在与液态天然气热交换后，依各地区不同环保法规，海水进出温差仅只能在摄氏5℃以内，否则如直接排入海中，对附近海域内的海洋生物及生态，将直接造成严重冲击破坏，并非为符合绿色环保的操作模式，并且，此种以海水为热交换媒介的方式，也会受到所抽取的海水如有不纯净及受油污污染时，必需先行作过滤处理，否则，海水易在热交换器中结冰，不但操作及设备成本较高外，也必需使用非常大面积的厂房来进行操作，亦不符产业利用效益及价值。除此之外，第三种气化方式，为混成式气化(intermediate fluid vaporization)方式，利用其它种类碳氢化合物液体，作为该液态天然气第一级热交换的媒介，再利用抽取及加热的海水作为第二级热交换的媒介，虽可改善上述第二种以海水浇淋气化方式可能产生的结冰缺点，但是其二阶段式的热交换气化方式，操作程序复杂，需要较多的人力与工时成本，另外，必需加压如丙烷(Propane，C3H8)与丁烷(Butane，C4H10)等碳氢化合物液体，必需耗费额外的电力与设备成本，同时，因为采用海水为热交换媒介，也有上述第二种直接采用海水热交换气化方式，所遭遇的海水来源不纯净与海水温度变化造成周遭海域内的海洋生物及生态的直接冲击破坏的环保问题。上述现有各种液态天然气的气化处理，已存在有各种不同的缺点及问题，并且，在该液态天然气的气化与输送过程，也仅能依靠在固定的港区卸载码头或大型的储存槽区进行气化处理，再经由冗长输送管路输
送至各个瓦斯公司，或利用数量众多且仅有10～15吨载量的瓦斯槽车分别长途运输至下游客户，除了输配成本偏高外，该瓦斯槽车易受路况不佳或严寒气候影响其运输效率，该现有液态天然气的气化处理程序冗长与运输效率差，会造成下游用户供不应求与供应时效迟延的问题，也就是无法实时气化供应给瓦斯公司及其所辖各下游瓦斯用户，因此，该液态天然气只能长期依靠该冗长的港区卸载码头或大型的储存槽区至瓦斯公司的上游端瓦斯输送管路进行天然气输送，除了无法达到实时与机动供气的输配功能外，操作厂区面积过大亦必需耗费相当多的操作、监控与管理人力，且不利于厂区与设备自动化管理，更进一步，当该上游端瓦斯输送管路如有损坏或外泄而需关闭维修时，则会严重影响整个下游瓦斯公司及其更下游用户的供气权益，而造成天然气的输配问题与缺点。在相关的先前专利技术文献方面，诸如中国台湾专利公报第568863号「将运输船上的液化天然气(LNG)再气化的方法和设备」专利技术专利案，系揭示一种典型现有以海水来进行液化天然气的气化处理技术，利用局部浸在海水中的船冷却器(2)、水中热交换器(21)与超级不锈钢材料制成的气化器(23)，来提供运输船中所储存的液态天然气的气化处理，同样地，有上述的第二种及第三种，以海水或海水加上流体媒介的气化方式的问题与缺点外，该船冷却器(2)、水中热交换器(21)与气化器(23)必需有比较好的防锈处理措施或材料构成，而徒增其整体设备成本，并且，该天然气的输配也有如上述三种现有液态天然气无法机动与实时输配至下游客户端的缺点及问题，同时，该气化操作区域涵盖范围较广，亦必需耗费大量操作、监控人力，操作区域不易被有效管理及控制。另外，再如中国台湾专利公报第489198号「用于将天然气生产、运输、卸载、储存与配送至市场的方法」专利技术专利案，则揭示典型现有以海水热交换为气化液态天然气的方法与技术，同样存在有上述现有第二种以海水开架式气化方式的问题与缺点，并且，该输配液态天然气方式，仍以大型船舶为主，同样无法对于下游瓦斯公司及用户提供实时及机动的输配与气化供气服务。又如中国台湾专利公报第197466号「液态天然气的气化方法」专利技术
专利案，则揭示利用以一燃气轮机(GT)、唧筒(P1)、四组热交换器(E1)、(E2)、(E3)及(E4)、复杂的管路(1)、(2a)、(2b)、(2c)、(2d)、(3a)及(3b)与膨胀轮机(X1)，来进行液态天然气的气化处理与发电功能，但此种液态天然气的气化结构相当复杂，成本高且需较大面积的操作厂区土地面积，不易管理及监测，同样地，无法在任意地点进行设置，该液态天然气的输配仍存有上述无法达到实时与机动气化、供应与需耗费较多人力、不便管理的问题与缺点，并且，其利用循环水的加热气化的反复增压或减压，让热能在传输过程中的损耗率相当高，使该膨胀轮机(X1)发电的热电转换率相当差，换言之，该发电效能不彰，仅只能作为点缀功能之用，无法直接提供给厂站实际运作的用，除此之外，该专利前案需要大量的循环水源来提供热交换，因此，该气化及发电操作厂区也必需限制在有大量水源供应的地区，无法被设置在水源或电力供应缺乏或不足的偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，包括：一输配月台；至少一输配气区，设于该输配月台上邻近铁路的至少一侧，供至少一列液态天然气运输列车卸载液态天然气；至少一气化处理区，设于该输配月台上，连结该输配气区，以输入该液态天然气，该气化处理区包含至少一燃料电池模块及至少一热交换槽，该燃料电池模块设有至少一热能、水的副产物输出口、燃料输入口及电力输出端，该热能或水的其中至少一副产物输出口连结该热交换槽，该热交换槽内设有至少一交换管路，该交换管路一端连结输入该输配气区的液态天然气，以透过该燃料电池模块于发电过程中所产生的热能或水其中至少一种副产物输进行热交换，并于该交换管路另一端形成一输出管路，以输出气化天然气，该输出管路输出的气化天然气的一部分，并再反馈输入至该燃料电池模块的燃料输入口；及至少一中央管理区，设于该输配月台上，连结该气化处理区的燃料电池模块的电力输出端的输出电力，并分别连结及控制该输配气区、气化处理区、暂存储气区的液态天然气输配气、气化处理及暂存气化后天然气的管理、监视与控制。

【技术特征摘要】
2015.03.11 TW 1041077871.一种液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，包括：一输配月台；至少一输配气区，设于该输配月台上邻近铁路的至少一侧，供至少一列液态天然气运输列车卸载液态天然气；至少一气化处理区，设于该输配月台上，连结该输配气区，以输入该液态天然气，该气化处理区包含至少一燃料电池模块及至少一热交换槽，该燃料电池模块设有至少一热能、水的副产物输出口、燃料输入口及电力输出端，该热能或水的其中至少一副产物输出口连结该热交换槽，该热交换槽内设有至少一交换管路，该交换管路一端连结输入该输配气区的液态天然气，以透过该燃料电池模块于发电过程中所产生的热能或水其中至少一种副产物输进行热交换，并于该交换管路另一端形成一输出管路，以输出气化天然气，该输出管路输出的气化天然气的一部分，并再反馈输入至该燃料电池模块的燃料输入口；及至少一中央管理区，设于该输配月台上，连结该气化处理区的燃料电池模块的电力输出端的输出电力，并分别连结及控制该输配气区、气化处理区、暂存储气区的液态天然气输配气、气化处理及暂存气化后天然气的管理、监视与控制。2.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述输配气区中设有一液态天然气泵，该液态天然气泵连结该中央管理区，以受中央管理区控制启动，提供液态天然气的输入辅助。3.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述输配气区中设有一液态天然气泄漏传感器，该液态天然气泄漏传感器连结该中央管理区，供该输配气区的液态天然气的泄漏感测状态回馈给该中央管理区。4.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的燃料电池模块为固态氧化燃料电池模块。5.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的燃料电池模块的热能的副产物输出口与热交
\t换槽之间，连结与设置至少一送风机，该送风机受中央管理区控制启动，以产生热风送入该热交换槽中。6.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的热交换槽设有一热气交换出口，供该热交换槽内部热气对外排出交换。7.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的燃料电池模块的热能的副产物输出口设有至少一气阀，该气阀受中央管理区控制开或关，以控制与外界空气连通与否。8.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的燃料电池模块的水的副产物输出口与热交换槽之间，连结与设置至少一热水槽，该热水槽中设有至少一电热器，该电热器连结该中央管理区，以受中央管理区控制启动加热，使热水槽产生热水送入该热交换槽中，以及，该热交换槽中设有一洒水器，该洒水器将来自热水槽的热水喷洒浇淋至热交换槽中的交换管路表面。9.根据权利要求8所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的热水槽与热交换槽之间，连结与设置至少一循环泵，该循环泵受中央管理区控制启动，以提供循环热水供应该热交换槽。10.根据权利要求8所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的热水槽中设有至少一温度传感器，该温度传感器连结该中央管理区，以反馈热水槽中的水温给该中央管理区。11.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾令远，陈泽宗，王舜宇，朱明复，
申请(专利权)人：电联运通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71