一种LNG冷能与工业余热协同利用的冷电联产系统技术方案

本实用新型专利技术涉及冷电联产技术领域，特别涉及一种LNG冷能与工业余热协同利用的冷电联产系统。该系统包括LNG罐、LNG泵、冷凝器、冷能回收器、天然气加热器、天然气透平、丙烷泵、蒸发器、丙烷加热器和丙烷透平；LNG罐的液化天然气依次通过LNG泵、冷凝器、冷能回收器和天然气加热器后，进入天然气透平进行膨胀发电；丙烷气体依次经冷凝器、丙烷泵和蒸发器后，进入丙烷加热器，随后进入丙烷透平进行膨胀发电；其中，天然气加热器和丙烷加热器的热源来自工厂或火力发电厂的排烟，冷能回收器和蒸发器提供冷能输出。本方案能够使LNG冷能和工业余热均得到有效利用，对于提升能量的利用率，降低碳排放具有重要意义。放具有重要意义。放具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种LNG冷能与工业余热协同利用的冷电联产系统


[0001]本技术涉及冷电联产
，特别涉及一种LNG冷能与工业余热协同利用的冷电联产系统。

技术介绍

[0002]液化天然气(LNG)在使用前需要加热到正常温度，将低温液态天然气转化为常温气体，必须提供相应的热量使其气化，热量可以来自周围的空气和水，或者来自蒸汽和燃料燃烧。LNG再气化是天然气进入终端消费的必要环节，其过程中会放出约830kJ/kg的冷能，但这部分冷能往往在气化过程中被浪费掉。
[0003]工业余热是工业中的工艺设备在生产过程中排放的低品位能源，包括烟气、废气、废水等。据统计，我国有50％左右的工业能耗没有被利用，而是以各种形式的余热直接浪费掉，例如，在电力生产、钢铁冶炼等行业中，普遍存在着100℃左右的中低温余热，通常这部分热量直接排放至大气中，造成极大的能量损失。
[0004]因此，目前亟待需要一种LNG冷能与工业余热协同利用的冷电联产系统来解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本技术实施例提供了一种LNG冷能与工业余热协同利用的冷电联产系统，能够使LNG冷能和工业余热均得到有效利用。
[0006]本技术实施例提供了一种LNG冷能与工业余热协同利用的冷电联产系统，包括LNG罐、LNG泵、冷凝器、冷能回收器、天然气加热器、天然气透平、丙烷泵、蒸发器、丙烷加热器和丙烷透平；
[0007]所述LNG罐的出口与所述LNG泵的入口连接，所述LNG泵的出口与所述冷凝器的冷股入口连接，所述冷凝器的冷股出口与所述冷能回收器的冷股入口连接，所述冷能回收器的冷股出口与所述天然气加热器的冷股入口连接，所述天然气加热器的冷股出口与所述天然气透平的入口连接；
[0008]所述丙烷透平的出口与所述冷凝器的热股入口连接，所述冷凝器的热股出口与所述丙烷泵的入口连接，所述丙烷泵的出口与所述蒸发器的冷股入口连接，所述蒸发器的冷股出口与所述丙烷加热器的冷股入口连接，所述丙烷加热器的冷股出口与所述丙烷透平的入口连接；
[0009]所述LNG罐的液化天然气依次通过所述LNG泵、所述冷凝器、所述冷能回收器和所述天然气加热器后，进入所述天然气透平进行膨胀发电；
[0010]丙烷气体依次经所述冷凝器、所述丙烷泵和所述蒸发器后，进入所述丙烷加热器，随后进入所述丙烷透平进行膨胀发电；其中，所述冷能回收器和所述蒸发器提供冷能输出。
[0011]本技术实施例提供了一种LNG冷能与工业余热协同利用的冷电联产系统，LNG罐中的液化天然气依次通过LNG泵、冷凝器、冷能回收器和天然气加热器后，进入天然气透
平膨胀发电；丙烷透平排出的丙烷气体经冷凝器、丙烷泵、蒸发器后进入丙烷加热器，随后进入丙烷透平中膨胀发电；天然气加热器和丙烷加热器热源来自工厂或火力发电厂的排烟，冷能回收器、蒸发器提供冷能输出，如此对LNG再气化过程释放的冷能和100℃左右中低温余热进行了回收利用，而且不仅可以提高能源利用率，降低工业企业能耗，还能节省能源投资及运行费用。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1是本技术实施例提供的一种LNG冷能与工业余热协同利用的冷电联产系统的结构示意图。
具体实施方式
[0014]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0015]如图1所示，本技术实施例提供了一种LNG冷能与工业余热协同利用的冷电联产系统，该系统包括LNG罐1、LNG泵2、冷凝器3、冷能回收器4、天然气加热器5、天然气透平6、丙烷泵7、蒸发器8、丙烷加热器9和丙烷透平10；
[0016]LNG罐1的出口与LNG泵2的入口连接，LNG泵2的出口与冷凝器3的冷股入口连接，冷凝器3的冷股出口与冷能回收器4的冷股入口连接，冷能回收器4的冷股出口与天然气加热器5的冷股入口连接，天然气加热器5的冷股出口与天然气透平6的入口连接；
[0017]丙烷透平7的出口与冷凝器3的热股入口连接，冷凝器3的热股出口与丙烷泵7的入口连接，丙烷泵7的出口与蒸发器8的冷股入口连接，蒸发器8的冷股出口与丙烷加热器9的冷股入口连接，丙烷加热器9的冷股出口与丙烷透平10的入口连接；
[0018]LNG罐1的液化天然气依次通过LNG泵2、冷凝器3、冷能回收器4和天然气加热器5后，进入天然气透平6进行膨胀发电；
[0019]丙烷气体依次经冷凝器3、丙烷泵7和蒸发器8后，进入丙烷加热器9，随后进入丙烷透平10进行膨胀发电；其中，天然气加热器5和丙烷加热器9的热源来自工厂或火力发电厂的排烟，冷能回收器4和蒸发器8提供冷能输出。
[0020]在本实施例中，LNG罐中的液化天然气依次通过LNG泵、冷凝器、冷能回收器和天然气加热器后，进入天然气透平膨胀发电；丙烷透平排出的丙烷气体经冷凝器、丙烷泵、蒸发器后进入丙烷加热器，随后进入丙烷透平中膨胀发电；天然气加热器和丙烷加热器热源来自工厂或火力发电厂的排烟，冷能回收器、蒸发器提供冷能输出，如此对LNG再气化过程释放的冷能和100℃左右中低温余热进行了回收利用，而且不仅可以提高能源利用率，降低工
业企业能耗，还能节省能源投资及运行费用。
[0021]在LNG电站对液态天然气进行再气化期间，将LNG罐中经加压的液化天然气作为冷源与丙烷在冷凝器中进行热交换，利用冷能使丙烷气体冷凝成液态丙烷；另一部分富余的冷能在冷能回收器内得以利用，冷能回收器的热源为乙二醇溶液，接受冷能后温度可从常温降至
‑
20℃左右；蒸发器热源为空气，其出口空气温度在
‑
10℃～0℃左右，可应用于冷库或室内制冷。
[0022]下面通过具体实施例来对上述构思进行介绍。
[0023]该系统设计在30℃，101.3kPa的环境条件下工作。LNG的运输压力为10MPa，取中国城市高压天然气管道设计压力上限4MPa作为天然气透平的出口压力。LNG质量流量为4.35kg/s，丙烷质量流量为4.38kg/s。
[0024]LNG罐1中0.15MPa的液化天然气在LNG泵2中加压，加压后液化天然气压力达到10MPa，加压后的液化天然气进入冷凝器3与丙烷透平10排气进行换热，液化天然气气化成天然气，并回收利用一部分LNG冷能将丙烷气体冷凝，然后进入冷能回收器4，将富余的冷能传递给质量分数为55％的乙二醇本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LNG冷能与工业余热协同利用的冷电联产系统，其特征在于，包括LNG罐、LNG泵、冷凝器、冷能回收器、天然气加热器、天然气透平、丙烷泵、蒸发器、丙烷加热器和丙烷透平；所述LNG罐的出口与所述LNG泵的入口连接，所述LNG泵的出口与所述冷凝器的冷股入口连接，所述冷凝器的冷股出口与所述冷能回收器的冷股入口连接，所述冷能回收器的冷股出口与所述天然气加热器的冷股入口连接，所述天然气加热器的冷股出口与所述天然气透平的入口连接；所述丙烷透平的出口与所述冷凝器的热股入口连接，所述冷凝器的热股出口与所述丙烷泵的入口...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永毅，王彦懿，雷彤彤，梁琛，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：新型
国别省市：