一种LNG接收站节能新工艺及节能系统技术方案

本发明专利技术提供了一种LNG接收站节能新工艺，新工艺改变了LNG接收站传统工艺中只是将天然气作为货物接收、存储，传送的理念，而是作为LNG能量的接收站，全面接收和传送LNG能量，包括LNG携带的冷能。本发明专利技术对传统的气化工艺做了变革，取消了全部海水换热设备设施，冷能不再入海。以IFV中间气化器组代替ORV开架式海水气化器组，中间介质将LNG冷能收集起来，传送到各个冷能利用项目。本发明专利技术还提供了一种LNG蒸发气处理系统。利用蒸发气三重发电，发电余热被用于LNG气化器。为接收站节能降耗和创造收益开辟了新路子。

A new energy saving technology and system for LNG receiving station

The invention provides a new energy-saving process of LNG receiving station, which changes the traditional process of LNG receiving station that only takes natural gas as the receiving, storage and transmission concept of cargo, but as the receiving station of LNG energy, comprehensively receives and transmits LNG energy, including the cold energy carried by LNG. The invention changes the traditional gasification process, cancels all the sea water heat exchange equipment and facilities, and the cold energy will not enter the sea. IFV intermediate vaporizer group replaces ORV open shelf sea water vaporizer group. The intermediate medium collects LNG cold energy and transmits it to various cold energy utilization projects. The invention also provides a LNG evaporation gas treatment system. The waste heat of power generation is used in LNG vaporizer. It opens up a new way for the terminal to save energy, reduce consumption and create revenue.

【技术实现步骤摘要】
一种LNG接收站节能新工艺及节能系统
本专利技术属于液化天然气
，尤其涉及一种LNG接收站节能新工艺及节能系统。
技术介绍
天然气进口有两种方式，陆地相连的国家采用管道输送天然气。隔海相望的国家将天然气先液化，再用海船运输。目的港接收站从海船接卸的是液化天然气(英文缩写LNG)。LNG是透明的液体，-162℃,携带有大量冷能，卸船后LNG被保存在储罐中，在送进天然气管道输送之前，需要将液态的天然气转变成气态，这个过程叫做“气化”。40多年以来，气化过程一直是用海水与LNG进行换热。LNG获得海水的热量而气化，海水被LNG冷却后流回海洋。现有的LNG接收站所使用的传统工艺，仅将天然气作为货物。LNG气化后，被传送至高压管网，送给用户。但是，LNG所携带的冷能跟随换热后的海水却被投进海里。一个LNG的接收站，若接卸能力为600万吨/年，那么，每年LNG所携带的冷能大约为5.16～4.98×1012千焦耳，如果把这些冷能折算成电能，相当于15亿度电，冷能的简单算数价值至少为9亿元人民币。这些冷量不加以利用，继续采用海水换热气化工艺，这将造成巨大的冷能资源浪费。2018年我国进口LNG超5300万吨，全国损失的LNG冷能折合成电能为134亿千瓦时，未来我国进口LNG将会翻几番，携带来的冷能量更加巨大，折算成电能表述，将可达到500亿度/年。传统LNG接收站工艺的能量损失图如图2所示，我国购买的是液化的天然气，需要生产国将天然气用电能液化，液化的成本附加在LNG价格里。所以冷能是我们花钱买来的。不止是我们花钱买来的冷能被扔掉，而且还要消耗国内大量的电能。2018年我国还花费了大约12.5亿千瓦时的电费，才扔掉了LNG冷能。同时抽取了18.5亿吨的海水用以LNG气化。18.5亿吨海水携带冷能入海，也使局部海水温度降低，影响了海洋动植物生存生态。如果再对环境污染收税，那就是花钱买来的冷能，又花钱扔掉，再花钱治理。这种现象不应该再继续下去了。所以才决心突破传统工艺理念，重新设计中国自己的新工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种LNG接收站节能新工艺及节能系统。本专利技术中的节能工艺不仅接受天然气，还将LNG携带的冷能加以利用，实现了气化环节与冷能利用产业之间的有机衔接。本专利技术中的LNG接收站综合节能新工艺。它改变了LNG接收站传统工艺中只是将天然气作为货物接收、存储，传送的理念。而是作为LNG能量的接收站，全面接收和传送LNG能量，包括LNG携带的冷能。本专利技术对传统的气化工艺做了变革，取消了全部海水换热设备设施，冷能不再入海。在新工艺中，以IFV中间气化器组代替ORV开架式海水气化器组，中间介质与LNG换热，将LNG冷能收集起来，传送到各个冷能利用项目，加以利用。这是一个很大的跨越，前提是解决了气化环节与冷能利用产业之间的匹配和柔性衔接。本专利技术还在于改变了传统工艺中接收站的耗散性能耗，将其转化为有经济价值的生产性能耗。在处理蒸发气的方式上不再耗费能量加压、再冷凝，重新液化，也不再通过火炬排放燃烧。而是设置了三重发电单元的组合，利用蒸发气进行三重发电，供给接收站和冷能产业园。本专利技术还在于安排了新工艺各环节之间能量的阶梯利用，表现在下述环节：燃气发电余热用于蒸汽发电；蒸汽发电的余热用于冷能发电；冷能发电后余温用于气化器；低压蒸汽又用于应急气化器；蒸汽发电余热预热工业水；LNG的低温优先用于空气分离和冷能发电，然后再气化。本专利技术还在于建立工业水、高压蒸汽、低压蒸汽、温水、冷水的循环系统以节约用水。本专利技术还运用工媒封闭的循环系统来传递冷能，减少排放。在传统的工艺中，气化环节主要是用海水气化器组ORV，剥离冷能，使天然气气化。海水是常温，LNG是-162℃，它们之间的热交换是非常可惜的。人类获得深冷的代价比浅冷要大的多。LNG的低温深冷应该得到更合理地利用。在本专利技术中根据深冷深用原则，加入了冷能空分和冷能发电两个项目。在LNG储存过程中，储罐内会产生蒸发气，在卸船、装船和装车等作业时，蒸发气量也会大量增加。传统工艺对蒸发气是这样处理的：送往火炬排放燃烧；或者采用BOG压缩机加压，在没有管输任务时，经过再冷凝器再液化后，送回LNG储罐。将已经气化的蒸发气用消耗能量的方式变回液态，将来再消耗能量使其气化，导致能量的重复浪费。这样的工艺，会耗费大量能量，抬高了接收站的运营成本。在本专利技术中，针对上述问题做了变革，设计了三重发电单元的组合来处理蒸发气。a)将蒸发气送入燃气发电单元，燃烧推动燃气轮机发电，其余热用来产生高压蒸汽；b)高压蒸汽再进入蒸汽轮机发电，蒸汽轮机发电后输出低压蒸汽，其余热被用于：1、送往冷能发电单元发电；2、送往应急气化器气化LNG；3、预热工业水；c)上述低压蒸汽送到冷能发电单元蒸发器，气化工媒，推动透平机，实现冷能发电；d)冷能发电后再将其余热(温水)用于气化器，气化LNG。在传统工艺中，在纬度较高的地区还要设置一个浸没燃烧式气化器，在天气寒冷、水温低，又需要大量输出天然气的时候，如果ORV换热不能满足要求，就将开启这个气化器，燃烧一些天然气来帮助气化。燃烧天然气来气化LNG，不尽合理，余热没有充分利用。在本专利技术中，设置了应急气化器，其作用相当于浸没燃烧式气化器，只是不再燃烧天然气来加热LNG，而是利用蒸汽发电后的低压蒸汽来气化LNG。本专利技术围绕节能和减排这个核心理念，收集了LNG携带的全部冷能，加以利用，创造收益。又将接收站耗费能量转变为创收性能耗，大大提高了接收站的经济效益。经查询，现有技术论文中对LNG接收站的节能改进，均是在保持原有工艺环节的前提下讨论如何节能，所提建议仅仅是优化细节，没有大胆突破性改变旧的工艺环节，也没有改变冷能入海的基本状态。本专利技术中的LNG接收站综合节能新工艺主要包括气化工艺和蒸发气处理工艺。气化工艺所采用的装置有：LNG储罐、高压外输泵、冷却器1(用于低温空分)、冷凝器2(用于冷能发电)、中间气化器IFV、温水气化器和应急气化器。在所述LNG储罐的LNG出口与高压外输泵进口相连接，高压泵出口连接LNG管道，LNG管道多个出口分别与冷却器1进口端，冷凝器2进口端、部分中间气化器进口端，应急气化器进口端相连接。冷却器1出口端与中间气化器进口端连接、冷凝器2出口端与温水气化器进口端相连接。所有各类气化器NG出口端与天然气NG管道干线相连接，汇集气化后的天然气NG，再依次与调热值、染味、NG计量环节相连，最后与外输管网入口端连接。所述气化工艺包括以下步骤：所述储罐内的LNG经罐内低压泵增压后出罐，进入高压外输泵，高压外输泵对LNG增压并达到外输压力后，LNG分成四路。一路进入所述冷却器1中，LNG将工媒氮气冷却，然后进入所述中间介质气化器IFV，LNG获得中间介质提供的热能而气化，形成NG。被冷却的氮气传递冷能到空分装置；一路进入所述冷凝器2中，LNG将工媒乙烷冷却，然后进入所述温水气化器。LNG获得温水的热能而气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LNG接收站节能新工艺，其特征在于，采用中间介质气化器IFV，将LNG气化，中间介质收集LNG冷能，传到冷能利用项目；取消了传统工艺中的开架式海水气化器组、抽海水泵组，海水管渠、取海水口、排海水口和海洋生物抑制装置；/n部分LNG在进入中间介质气化器之前，先进入冷却器1，将氮气冷却，氮气作为工媒，将冷能传递到低温空分装置；/n部分LNG先进入冷凝器2，冷却工媒，用于冷能发电；/n新工艺对蒸发气的处理与传统工艺不同，不再消耗能量对蒸发气加压、再冷凝，重新液化，流回罐内；也不再通过火炬排放或燃烧；而是将蒸发气进行三重发电，三重发电后的余热被用于LNG气化；/n所述三重发电依次为燃气轮机发电、蒸汽轮机发电和冷能发电。/n

【技术特征摘要】
1.一种LNG接收站节能新工艺，其特征在于，采用中间介质气化器IFV，将LNG气化，中间介质收集LNG冷能，传到冷能利用项目；取消了传统工艺中的开架式海水气化器组、抽海水泵组，海水管渠、取海水口、排海水口和海洋生物抑制装置；
部分LNG在进入中间介质气化器之前，先进入冷却器1，将氮气冷却，氮气作为工媒，将冷能传递到低温空分装置；
部分LNG先进入冷凝器2，冷却工媒，用于冷能发电；
新工艺对蒸发气的处理与传统工艺不同，不再消耗能量对蒸发气加压、再冷凝，重新液化，流回罐内；也不再通过火炬排放或燃烧；而是将蒸发气进行三重发电，三重发电后的余热被用于LNG气化；
所述三重发电依次为燃气轮机发电、蒸汽轮机发电和冷能发电。


2.根据权利要求1所述的LNG接收站节能新工艺，其特征在于，所述三重发电具体为：
燃气发电：将罐区的LNG蒸发气输送进燃气轮机，进行燃烧，并推动燃气轮机发电；利用燃气轮机发电后的余热加热水，生成500～700℃的高压蒸汽；
蒸汽发电：将所述高压蒸汽输送进入蒸汽轮机，推动蒸汽轮机发电，高压蒸汽经过所述蒸汽发电后转为100～300℃的低压蒸汽，送往冷能发电单元以及应急气化器；
冷能发电：将所述低压蒸汽输送进入蒸发器2，与冷能发电工媒热交换，受热气化后的冷能发电工媒推动透平机进行冷能发电，
低压蒸汽经冷能发电后变为40～60℃的温水，所述温水被用于温水气化器，与部分LNG换热，将LNG气化。


3.根据权利要求1所述的LNG接收站节能新工艺，其特征在于，能量的阶梯利用，利用蒸发气发电而不是再液化或排放，燃气发电余热用于蒸汽发电，蒸汽发电后的余热用于冷能发电，冷能发电后的余热用于温水气化器对LNG进行气化；蒸汽发电后的低压蒸汽余热还被用以应急气化器；
其特征还在于深冷深用，新工艺中安排有低温空分与冷能发电。


4.一种LNG接收站节能系统，由下述基本装置组成，用以实现权利要求1中所述的LNG接收站综合节能新工艺；所述LNG管线上依次设置有氮气冷却器1、若干个中间介质气化器，以及温水气化器和应急气化器；所述若干个中间介质气化器并联设置，用于收集并向冷能利用产业园输送冷能；
所述氮气冷却器1与所述中间介质气化器中的一个或几个相连通，用于向中间介质气化器中输送与氮气换热后的LNG；
所述蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄彦辉，
申请(专利权)人：黄彦辉，
类型：发明
国别省市：广东;44