一种充分利用液化天然气冷能的冷库制冷系统

摘要

本发明公开了一种充分利用液化天然气冷能的冷库制冷系统，它包括液化天然气气化系统、乙二醇循环系统和冷水循环系统，它还包括制冷系统和辅助制冷系统；其中，(1)液化天然气气化系统包括液化天然气—乙二醇换热器；(2)乙二醇循环系统包括两个串联回路；(3)冷水循环系统包括冷水循环管路；(4)辅助制冷系统包括辅助制冷循环管路；(5)制冷系统包括经冷凝蒸发器的出口依次与调节阀、循环水泵、止回阀、蒸发器以及冷凝蒸发器的进口相连的制冷循环管路，温度传感器连接在蒸发器入口处的制冷循环管路上。采用本装置有效地提高了制冷循环的能效比。辅助制冷系统增加了系统的稳定性，提高了本系统的适用范围。

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷库制冷系统，尤其涉及一种利用液化天然气冷能的冷库制冷系 统。

背景技术

液化天然气是天然气经过脱硫、脱水处理后，再由低温工艺冷冻液化而成的-160℃ 的液态混合物。据统计资料显示，每液化1吨天然气消耗的电量约为850kWh，并且在液 化天然气接收站，大多需将液化天然气通过气化器气化后使用。液化天然气气化时可吸 收相当多的热量，其值大约为830kJ/kg。这一部分冷能通常在天然气汽化器中随海水或 空气散失掉，造成了能源极大地浪费。因此，通过特定的工艺技术利用液化天然气冷能， 对于节约能源、提高社会经济效益有着极为广阔的前景。现有技术无压缩制冷系统，这 种集中式制冷技术存在的不足，一是在冷量充足时的其自身冷量的蓄存能力有限，使其 使用范围受限；二是，在液化天然气冷量不足时，缺少备用的辅助制冷系统，降低其制 冷负荷的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能很好地节约能源、减少化石燃 料对环境的污染，既有利于降低液化天然气的使用成本，还能在一定范围内提高制冷系 统的能效比的一种充分利用液化天然气冷能的冷库制冷系统。

本发明的一种充分利用液化天然气冷能的冷库制冷系统，它包括液化天然气气化系 统、乙二醇循环系统和冷水循环系统，它还包括制冷系统和辅助制冷系统；其中，

(1)所述的液化天然气气化系统包括液化天然气—乙二醇换热器，所述的液化天然 气—乙二醇换热器用于将管程中的液化天然气与壳程中的乙二醇换热；

(2)所述的乙二醇循环系统包括两个串联回路，第一串联回路由乙二醇储罐、紧急 切断阀B、乙二醇泵A和液化天然气—乙二醇换热器依次串联构成，乙二醇储罐的进口处 设有温度传感器B；第二串联回路由乙二醇储罐、紧急切断阀C、乙二醇泵B和乙二醇— 水换热器依次串联构成；所述的乙二醇储罐用于存储与液化天然气换热后的乙二醇，并 给乙二醇—水换热器提供冷量；

(3)所述的冷水循环系统包括经乙二醇—水换热器出水口依次与水泵、冷凝蒸发器 以及乙二醇—水换热器的进水口相连的冷水循环管路，在冷凝蒸发器出水口处的水循环 管路上连接有温度传感器A，所述的冷凝蒸发器用于乙二醇—水换热器抽出的水与制冷 系统中的载冷剂进行换热，并将升温后的水送回至乙二醇—水换热器；

(4)所述的辅助制冷系统包括经冷凝蒸发器的制冷剂出口依次与截止阀、蒸发压力 调节阀、压缩机、空冷器、储液器、干燥过滤器、热力膨胀阀以及冷凝蒸发器的制冷剂 进口相连的辅助制冷循环管路，所述的冷水循环管路中的水与辅助制冷循环管路内的制 冷剂换热；

(5)所述的制冷系统包括经冷凝蒸发器的出口依次与调节阀、循环水泵、止回阀、 蒸发器以及冷凝蒸发器的进口相连的制冷循环管路，温度传感器C连接在蒸发器入口处 的制冷循环管路上。

采用本发明的有益效果是：

该系统具有清洁环保和节约能源的双重优点，在不影响液化天然气气化的前提下， 充分利用液化天然气的冷能，完成制冷循环，有效地提高了制冷循环的能效比。辅助制 冷系统增加了系统的稳定性，提高了本系统的适用范围。同时，与也当下绿色环保政策 协调一致，具有突出的经济技术影响和长远的社会经济效益。

附图说明

附图为本发明的一种充分利用液化天然气冷能的冷库制冷系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作以详细描述。

如附图所示的本发明的一种充分利用液化天然气冷能的冷库制冷系统，它包括液化 天然气气化系统、乙二醇循环系统和冷水循环系统，它还包括制冷系统和辅助制冷系统； 其中，

(1)所述的液化天然气气化系统包括液化天然气—乙二醇换热器4，所述的液化天然 气—乙二醇换热器4用于将管程中的液化天然气与壳程中的乙二醇换热；已有的液化天 然气气化系统包括液化天然气储罐1、空温气化器A2、空温气化器B3和液化天然气— 乙二醇换热器4。这其中，液化天然气储罐1、截止阀A8、截止阀B9、空温气化器A2、 安全放散阀6和管道5组成液化天然气气化支路1；天然气储罐1、截止阀B9、紧急切换 阀7、空温气化器B3、液化天然气—乙二醇换热器4、安全放散阀6和管道5组成液化天 然气气化支路2。当冷库工作时开启紧急切换阀A7，液化天然气在液化天然气—乙二醇 换热器4中吸收热量温度升高后气化，再由空温气化器B3二次加热至常温，然后与支路 1的天然气混合进入管道5，最终进入城市管网。随着气化过程的进行，当供气管道5内 压力超过设定压力时，可通过安全放散阀6进行放散，确保供气压力安全。

(2)所述的乙二醇循环系统包括两个串联回路，第一串联回路由乙二醇储罐10、紧 急切断阀B14、乙二醇泵A11和液化天然气—乙二醇换热器4依次串联构成，乙二醇储 罐10的进口处设有温度传感器B32；第二串联回路由乙二醇储罐10、紧急切断阀C15、 乙二醇泵B13和乙二醇—水换热器12依次串联构成；所述的乙二醇储罐10用于存储与液 化天然气换热后的乙二醇并给乙二醇—水换热器12提供冷量。

(3)所述的冷水循环系统包括经乙二醇—水换热器12出水口依次与水泵16、冷凝蒸 发器17以及乙二醇—水换热器12的进水口相连的冷水循环管路，在冷凝蒸发器17出水口 处的水循环管路上连接有温度传感器A18，所述的冷凝蒸发器17用于乙二醇—水换热器 12抽出的水与制冷系统中的载冷剂进行换热，并将升温后的水送回至乙二醇—水换热器 12。

(4)所述的辅助制冷系统包括经冷凝蒸发器17的制冷剂出口依次与截止阀19、蒸发 压力调节阀25、压缩机23、空冷器28、储液器20、干燥过滤器21、热力膨胀阀22以及冷 凝蒸发器17的制冷剂进口相连的辅助制冷循环管路，所述的冷水循环管路中的水与制冷 循环管路内的制冷剂换热。高低压保护器24为压缩机保护装置，仅做示意。

(5)所述的制冷系统包括经冷凝蒸发器17的出口依次与调节阀31、循环水泵29、止 回阀30、蒸发器27以及冷凝蒸发器17的进口相连的制冷循环管路，温度传感器C33连接 在蒸发器27入口处的制冷循环管路上。

优选的所述的紧急切断阀B14、紧急切断阀C15、乙二醇泵A11、乙二醇泵B13、 紧急切断阀A7、水泵16、温度传感器A18、温度传感器B32和温度传感器C33分别通过 导线与控制系统34连接以实现自动化控制。

本装置的工作过程为：

在实际应用中，把液化天然气分为两个支路：其中一支的液化天然气经管道，首先 进入空温气化器A气化为可供燃气外网使用的常温天然气，然后再通过截止阀由天然气 出口管路，进入到城市管网系统，最终完成液化天然气的气化过程；另一支路的液化天 然气直接进入液化天然气—乙二醇换热器与乙二醇换热，气化后再由空温气化器B二次 加热至常温，而后与前一支路的液化天然气系统中的天然气混合，一并送入城市管网系 统。

通过乙二醇泵A和紧急切断阀B与乙二醇泵B和紧急切断阀C的切换控制，可将液化 天然气的冷能存储在乙二醇储罐10里，当用户需要冷能时通过乙二醇泵B升压后进入乙 二醇—水换热器12。

当冷量不足时，制冷系统和辅助制冷系统共同工作，工作过程如下：截止阀19开启， 辅助制冷循环系统启动，冷凝蒸发器17在压缩制冷系统中充当蒸发器的角色。辅助压 缩制冷循环启动制冷，保证该系统制冷的性能稳定。用户可以直接取用蒸发器27的冷 量。