一种生产液化天然气的制冷设备制造技术

本实用新型专利技术属于天然气制冷液化技术领域，公开了一种生产液化天然气的制冷设备，包括热机供能系统、多级循环冷剂压缩系统以及天然气‑冷剂换热系统；热机供能系统包括热机、发电机、余热回收装置和吸收式制冷机，热机连接发电机，热机还连接余热回收装置，余热回收装置吸收热机产生烟气的热能为吸收式制冷机提供能量制冷；天然气‑冷剂换热系统包括主换热器和预冷换热器，预冷换热器由吸收式制冷机提供冷量。本实用新型专利技术能量利用率高，经预冷换热器，为气液分离器的液相提供冷量，能够有效降低液化能耗，使混合制冷剂气相所需提供的冷量下降，降低了装置整体消耗及液化天然气的温度，提高换热效率，降低能耗。

A Refrigeration Equipment for LNG Production

【技术实现步骤摘要】
一种生产液化天然气的制冷设备
本技术属于天然气制冷液化
，具体涉及一种生产液化天然气的制冷设备。
技术介绍
液化天然气作为一种清洁能源，其具有无色、无味、无毒且无腐蚀性的特点，体积约为同量气态天然气体积的1/625，目前已广泛应用于工业、民用、汽车燃料等领域。许多没有天然气资源的地区都已准备利用液化天然气来解决工业、民用、汽车燃料问题，因此，天然气的液化成为人们关心的问题。天然气的液化主要采用混合制冷剂或纯单组分制冷剂制冷，其中，主要以混合制冷剂制冷为主。混合制冷剂液化流程是以C1至C5的碳氢化合物及N2等五种以上的多组分混合制冷剂为工质，进行逐级冷凝、蒸发、节流膨胀，得到不同温度水平的制冷量，最终达到逐步冷却和液化天然气的目的，自20世纪70年代混合制冷剂液化流程出现以来，其已得到了广泛的应用。现有的天然气液化工艺主要有：膨胀机制冷、高压节流制冷、阶式制冷和混合冷剂制冷。膨胀机制冷是利用压力冷剂通过膨胀机绝热膨胀来实现对天然气的制冷及液化，膨胀机制冷通常带有预冷机组，利用预冷机组把天然气温度先行冷却到-30℃～-40℃，常用的预冷机组有：氟利昂预冷机组、丙烷预冷机组和氨预冷机组；根据制冷剂的不同，膨胀机制冷有：氮膨胀制冷、天然气膨胀制冷和氮-天然气膨胀制冷；膨胀机制冷流程简单、紧凑，造价较低，但能耗高。高压节流制冷是将天然气增压至高压，然后通过节流装置的节流绝热膨胀，使天然气降压、降温及液化；高压节流制冷流程简单、紧凑，造价低，但系统压力高，系统安全运行风险大。阶式制冷是用丙烷、乙烷、甲烷等制冷剂进行的多级冷冻，使天然气在多个温度等级的制冷剂中与相应的制冷剂换热，从而使其冷却和液化；阶式制冷的每种冷剂需要独立的循环压缩机，以及相应数量的冷换设备，流程长、设备多、控制复杂。混合冷剂制冷是以C1-C5的碳氢化合物及氮气等组成的多组分混合制冷剂为工质，进行逐级冷凝、蒸发、节流、膨胀，得到不同温度水平的制冷量，以使操作温度尽可能与原料天然气的冷却曲线(Q-T)贴近，以减少熵增，提高效率。随着经济的发展，环保和节能要求的提高，降低液化天然气的生产能耗，提高生产效率具有重要的社会和经济意义。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本技术目的在于提供一种生产液化天然气的制冷设备。本技术所采用的技术方案为：一种生产液化天然气的制冷设备，包括热机供能系统、多级循环冷剂压缩系统以及天然气-冷剂换热系统；所述热机供能系统包括热机、发电机、余热回收装置和吸收式制冷机，所述热机连接发电机，热机还连接余热回收装置，余热回收装置吸收热机产生烟气的热能为吸收式制冷机提供能量制冷；所述多级循环冷剂压缩系统包括依次连接的混合冷剂一级压缩机、一级冷却器和混合冷剂一级气液分离器，依次连接的混合冷剂二级压缩机、二级冷却器和混合冷剂二级气液分离器，依次连接的混合冷剂三级压缩机、三级冷却器和混合冷剂三级气液分离器；所述混合冷剂一级气液分离器的气相出口连接混合冷剂二级压缩机的进口，所述混合冷剂二级气液分离器的气相出口连接混合冷剂三级压缩机的进口，所述发电机为混合冷剂一级压缩机、混合冷剂二级压缩机和混合冷剂三级压缩机提供电能；所述天然气-冷剂换热系统包括主换热器和预冷换热器，所述预冷换热器由吸收式制冷机提供冷量，所述混合冷剂一级气液分离器的液相出口、混合冷剂二级气液分离器的液相出口、混合冷剂三级气液分离器的液相出口分别连接至预冷换热器进口，预冷换热器出口连接至主换热器，所述换热器的液流管道上分别设有第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀，所述主换热器的正流管道连接混合冷剂三级气液分离器的气相出口，所述主换热器的逆流管道连接至混合冷剂一级压缩机的进口，所述正流管道与逆流管道之间设有第四节流阀。优选地，所述主换热器还包括副换热器，所述主换热器与副换热器采用分体式设计，第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀均位于主换热器与副换热器之间。优选地，所述主换热器的天然气通道连接有重烃分离器。优选地，所述余热回收装置包括余热锅炉及导热油换热器。优选地，所述热机包括汽轮机、燃气轮机及燃气内燃机。优选地，所述吸收式制冷机为溴化锂-水制冷机组。优选地，所述主换热器与混合冷剂一级压缩机之间还设有缓冲罐。优选地，所述缓冲罐内部设有两个互相独立的第一缓冲区和第二缓冲区，第一缓冲区和第二缓冲区之间分别设有液体连通管和气体连通管。本技术的有益效果为：1、本技术采用热机供能，高热值能量经发电机转化为电能后供混合冷剂压缩系统使用，低热值能量经余热回收装置回收后转化为吸收式制冷机的提供冷量，能量的利用率高。2、本技术的吸收式制冷机经预冷换热器，为气液分离器的液相提供冷量，能够有效降低液化能耗，使混合制冷剂气相所需提供的冷量下降，降低了装置整体消耗及液化天然气的温度，提高换热效率，降低能耗，达到节约能源的目的。3、本技术采用多级气液分离工艺，从而使混合冷剂的气-液分配更加均匀，冷流和热流换热温差更加接近，显著的降低了液化过程中的能耗和成本。附图说明图1是本技术实施例1的结构示意图；图2是本技术实施例2的结构示意图。图中：1-热机；2-发电机；3-余热回收装置；4-吸收式制冷机；5-混合冷剂一级压缩机；6-混合冷剂二级压缩机；7-混合冷剂三级压缩机；8-一级冷却器；9-二级冷却器；10-三级冷却器；11-混合冷剂一级气液分离器；12-混合冷剂二级气液分离器；13-混合冷剂三级气液分离器；14-预冷换热器；15-主换热器；16-第一节流阀；17-第二节流阀；18-第三节流阀；19-第四节流阀；20-副换热器；21-缓冲罐；22-重烃分离器；23-天然气净化装置；24-液化天然气储罐。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本技术作进一步阐述。实施例1如图1所示，本实施例的一种生产液化天然气的制冷设备，包括热机供能系统、多级循环冷剂压缩系统以及天然气-冷剂换热系统。热机供能系统包括热机、发电机、余热回收装置和吸收式制冷机，热机连接发电机，热机还连接余热回收装置，余热回收装置吸收热机产生烟气的热能为吸收式制冷机提供能量制冷。多级循环冷剂压缩系统包括依次连接的混合冷剂一级压缩机、一级冷却器和混合冷剂一级气液分离器，依次连接的混合冷剂二级压缩机、二级冷却器和混合冷剂二级气液分离器，依次连接的混合冷剂三级压缩机、三级冷却器和混合冷剂三级气液分离器。发电机为混合冷剂一级压缩机、混合冷剂二级压缩机和混合冷剂三级压缩机提供电能。天然气-冷剂换热系统包括主换热器和预冷换热器，预冷换热器由吸收式制冷机提供冷量，混合冷剂一级气液分离器的液相出口、混合冷剂二级气液分离器的液相出口、混合冷剂三级气液分离器的液相出口分别连接至预冷换热器进口，预冷换热器出口连接至主换热器，并分别设有第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀。混合冷剂一级气液分离器的气相出口连接混合冷剂二级压缩机的进口，混合冷剂二级气液分离器的气相出口连接混合冷剂三级压缩机的进口，混合冷剂经各级压缩机压缩后，重组分的冷剂液化，轻组分的冷剂呈气态并进入天然气-冷剂换热系统内以提供冷量。预冷换热器为液相的冷剂提供了冷量，充分利用了余热回收装置所回收的能量，能够有效降低液化能耗，使混合制冷剂气相所需提供的冷量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产液化天然气的制冷设备，其特征在于：包括热机供能系统、多级循环冷剂压缩系统以及天然气‑冷剂换热系统；所述热机供能系统包括热机、发电机、余热回收装置和吸收式制冷机，所述热机连接发电机，热机还连接余热回收装置，余热回收装置吸收热机产生烟气的热能为吸收式制冷机提供能量制冷；所述多级循环冷剂压缩系统包括依次连接的混合冷剂一级压缩机、一级冷却器和混合冷剂一级气液分离器，依次连接的混合冷剂二级压缩机、二级冷却器和混合冷剂二级气液分离器，依次连接的混合冷剂三级压缩机、三级冷却器和混合冷剂三级气液分离器；所述混合冷剂一级气液分离器的气相出口连接混合冷剂二级压缩机的进口，所述混合冷剂二级气液分离器的气相出口连接混合冷剂三级压缩机的进口，所述发电机为混合冷剂一级压缩机、混合冷剂二级压缩机和混合冷剂三级压缩机提供电能；所述天然气‑冷剂换热系统包括主换热器和预冷换热器，所述预冷换热器由吸收式制冷机提供冷量，所述混合冷剂一级气液分离器的液相出口、混合冷剂二级气液分离器的液相出口、混合冷剂三级气液分离器的液相出口分别连接至预冷换热器进口，预冷换热器出口连接至主换热器，所述换热器的液流管道上分别设有第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀，所述主换热器的正流管道连接混合冷剂三级气液分离器的气相出口，所述主换热器的逆流管道连接至混合冷剂一级压缩机的进口，所述正流管道与逆流管道之间设有第四节流阀。...

【技术特征摘要】
1.一种生产液化天然气的制冷设备，其特征在于：包括热机供能系统、多级循环冷剂压缩系统以及天然气-冷剂换热系统；所述热机供能系统包括热机、发电机、余热回收装置和吸收式制冷机，所述热机连接发电机，热机还连接余热回收装置，余热回收装置吸收热机产生烟气的热能为吸收式制冷机提供能量制冷；所述多级循环冷剂压缩系统包括依次连接的混合冷剂一级压缩机、一级冷却器和混合冷剂一级气液分离器，依次连接的混合冷剂二级压缩机、二级冷却器和混合冷剂二级气液分离器，依次连接的混合冷剂三级压缩机、三级冷却器和混合冷剂三级气液分离器；所述混合冷剂一级气液分离器的气相出口连接混合冷剂二级压缩机的进口，所述混合冷剂二级气液分离器的气相出口连接混合冷剂三级压缩机的进口，所述发电机为混合冷剂一级压缩机、混合冷剂二级压缩机和混合冷剂三级压缩机提供电能；所述天然气-冷剂换热系统包括主换热器和预冷换热器，所述预冷换热器由吸收式制冷机提供冷量，所述混合冷剂一级气液分离器的液相出口、混合冷剂二级气液分离器的液相出口、混合冷剂三级气液分离器的液相出口分别连接至预冷换热器进口，预冷换热器出口连接至主换热器，所述换热器的液流管道上分别设有第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀，所述主换热器的正流管道连...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏楠，于涛，
申请(专利权)人：成都市永龙液化天然气有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51