一種小型天然氣液化制冷系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種天然氣液化工藝，尤其是涉及一種適用小型天然氣液化的制冷系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]近年，在國家推行節(jié)能減排、建設環(huán)境友好型社會的背景下，天然氣作為清潔能源、重要的車船燃料得到越來越廣泛的利用。液化天然氣(LNG)的體積只有同量氣體體積的1/625，可有效解決天然氣運輸和存儲問題，目前國內(nèi)許多地區(qū)均大力發(fā)展液化天然氣項目?；谖覈烊粴赓Y源總體有限、局部資源配置不平衡，以及季節(jié)性用氣量波動較大的特點，使大型天然氣液化工廠年開工時間受限，而小型天然氣液化工廠具有“船小好調(diào)頭”的特點越來越受到親睞。因而開發(fā)一種適用小型天然氣液化裝置，做到設備少、效率高、能耗低投資省的天然氣液化工藝非常必要。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型克服了現(xiàn)有技術中的缺點，提供了一種小型天然氣液化制冷系統(tǒng)，結(jié)合了傳統(tǒng)單循環(huán)制冷工藝優(yōu)點，在此基礎上提出合理優(yōu)化，使之更適用于小型天然氣液化工廠建設。
[0004]本實用新型的技術方案是:一種小型天然氣液化制冷系統(tǒng)，包括天然氣液化系統(tǒng)和混合冷劑制冷系統(tǒng)，其中:天然氣液化系統(tǒng)包括冷劑換熱器6和重烴分離器7，所述冷劑換熱器與重烴分離器的入口連接，重烴分離器的氣相出口、冷劑換熱器6的中部進口依次連接，冷劑換熱器6的底部出口與J 一 T閥11連接；混合冷劑制冷系統(tǒng)包括冷劑換熱器6和制冷壓縮機1，所述冷劑換熱器6的頂部出口、制冷壓縮機I的一級增壓段、壓縮機一級冷卻器2、壓縮機一級分離器3依次連接；壓縮機一級分離器的氣相出口、制冷壓縮機I的二級增壓段、壓縮機二級冷卻器4、壓縮機一級分離器5依次連接；壓縮機二級分離器5的液相出口、冷劑換熱器6、J 一 T閥8、冷劑換熱器6的預冷段進口依次連接；壓縮機二級分離器5的氣相出口、冷劑換熱器6、J 一 T閥9、冷劑換熱器6的底部進口依次連接。
[0005]進一步地，所述冷劑換熱器通過J 一 T閥10與重烴分離器7的入口連接。
[0006]進一步地，在冷劑換熱器6的頂部出口和制冷壓縮機I的一級增壓段之間設置壓縮機入口分離器12。
[0007]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點是:具有流程簡單、工程總投資低、變工況適應能力強等特征，具體表現(xiàn)如下:
[0008]1.適用小型天然氣液化制冷工藝天然氣液化流程，在傳統(tǒng)單混合冷劑制冷循環(huán)工藝(MRC)的基礎上，可通過加入不同組分的量，調(diào)節(jié)混合制冷劑的組成、配比及循環(huán)量，混合冷劑可由氮、甲烷、丙烷、乙烯和異戊烷的一種或者幾種組成。制冷劑經(jīng)壓縮機一級壓縮至0.7?1.1MPa左右，經(jīng)壓縮機一級冷卻器冷卻至-40°C左右，在壓縮機一級分離器中無液相產(chǎn)生。相比傳統(tǒng)單循環(huán)混合冷劑制冷循環(huán)工藝，制冷壓縮機級間無液相產(chǎn)生，進入制冷壓縮機二級的介質(zhì)組成及流量無變化，有效解決壓縮機運行過程中一級與二級的介質(zhì)流量及組成的變化造成壓縮機計算、選型及制造的困難，使制冷壓縮機選型范圍更廣、制造更加容易，可使關鍵壓縮機設備國產(chǎn)化。
[0009]2.天然氣液化所需冷量由一個制冷循環(huán)提供，通過調(diào)節(jié)制冷劑組分和配比，以及調(diào)控壓縮機級兩級壓力分配，使壓縮機級間無液相介質(zhì)產(chǎn)生，與單循環(huán)混合冷劑制冷工藝相比，克服了多級節(jié)流混合冷劑制冷工藝難調(diào)節(jié)的缺點。壓縮機一級分離器中無液相產(chǎn)生，簡化了工藝流程，節(jié)省投資，操作更加簡便，裝置易啟停。
[0010]3.與單循環(huán)混合冷劑制冷工藝相比，在日處理規(guī)模30萬方以下的天然氣液化裝置，該工藝能耗約高出5%，但該工藝流程簡單，投資省，投資回收期短，工程建設周期短。
[0011]4.該工藝流程在天然氣經(jīng)冷箱預冷后進入重烴分離罐之前，增加了一個J-T閥，可有效控制操作壓力，充分利用天然氣壓力能轉(zhuǎn)化為冷能，有效分離出天然氣中的重烴，防止冷箱后端凍堵問題。
【附圖說明】
[0012]本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
[0013]圖1為本實用新型的系統(tǒng)原理圖。
【具體實施方式】
[0014]一種小型天然氣液化制冷系統(tǒng)，如圖1所示，包括:制冷壓縮機1、壓縮機一級冷卻器2、壓縮機一級分離器3、壓縮機二級冷卻器4、壓縮機二級分離器5、冷劑換熱器6、重烴分尚器7、J — T閥8、J — T閥9、J — T閥10、J — T閥11、壓縮機入口分尚器12。其中:
[0015]干凈化天然氣管道經(jīng)冷劑換熱器6與J 一 T閥10入口連接，J 一 T閥10出口與重烴分離器7的入口連接，重烴分離器7的氣相出口、冷劑換熱器6的中部進口依次連接，冷劑換熱器6的底部出口與J 一 T閥11連接，構(gòu)成天然氣液化系統(tǒng)。
[0016]冷劑換熱器6的頂部出口、壓縮機入口分離器12、制冷壓縮機1、壓縮機一級冷卻器2、壓縮機一級分離器3依次連接；壓縮機一級分離器3的氣相出口、制冷壓縮機I的二級增壓段、壓縮機二級冷卻器4、壓縮機二級分離器5依次連接；壓縮機二級分離器5的液相出口、冷劑換熱器6、J 一 T閥8、冷劑換熱器6的預冷段進口依次連接；壓縮機二級分離器5的氣相出口、冷劑換熱器6、J 一 T閥9、冷劑換熱器6的底部進口依次連接；換熱后的氣相混合冷劑從冷劑換熱器6的頂部出口出冷劑換熱器6后，進入壓縮機入口分離器12，構(gòu)成混合冷劑制冷系統(tǒng)。
【主權(quán)項】
1.一種小型天然氣液化制冷系統(tǒng)，其特征在于:包括天然氣液化系統(tǒng)和混合冷劑制冷系統(tǒng)，其中:天然氣液化系統(tǒng)包括冷劑換熱器(6)和重烴分離器(7)，所述冷劑換熱器與重烴分離器(7)的入口連接，重烴分離器(7)的氣相出口、冷劑換熱器(6)的中部進口依次連接，冷劑換熱器(6)的底部出口與J 一 T閥(11)連接；混合冷劑制冷系統(tǒng)包括冷劑換熱器(6)和制冷壓縮機(1)，所述冷劑換熱器(6)的頂部出口、制冷壓縮機(I)的一級增壓段、壓縮機一級冷卻器(2)、壓縮機一級分離器(3)依次連接；壓縮機一級分離器(3)的氣相出口、制冷壓縮機(I)的二級增壓段、壓縮機二級冷卻器(4)、壓縮機一級分離器(5)依次連接；壓縮機二級分離器(5)的液相出口、冷劑換熱器(6)、J 一 T閥(8)、冷劑換熱器(6)的預冷段進口依次連接；壓縮機二級分離器(5)的氣相出口、冷劑換熱器(6)、J - T閥(9)、冷劑換熱器(6)的底部進口依次連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型天然氣液化制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述冷劑換熱器通過J 一 T閥(10)與重烴分離器(7)的入口連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型天然氣液化制冷系統(tǒng)，其特征在于:在冷劑換熱器(6)的頂部出口和制冷壓縮機(I)的一級增壓段之間設置壓縮機入口分離器(12)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種小型天然氣液化制冷系統(tǒng)，具有流程簡單、工程總投資低、變工況適應能力強等特征，具體表現(xiàn)如下：制冷劑經(jīng)壓縮機一級壓縮至0.7～1.1MPa左右，經(jīng)壓縮機一級冷卻器冷卻至-40℃左右，在壓縮機一級分離器中無液相產(chǎn)生，進入制冷壓縮機二級的介質(zhì)組成及流量無變化；天然氣液化所需冷量由一個制冷循環(huán)提供，可通過調(diào)節(jié)制冷劑組分和配比，以及調(diào)控壓縮機級兩級壓力分配，使壓縮機級間無液相介質(zhì)產(chǎn)生；在天然氣經(jīng)冷箱預冷后進入重烴分離罐之前，增加了一個J-T閥，可有效控制操作壓力，充分利用天然氣壓力能轉(zhuǎn)化為冷能，有效分離出天然氣中的重烴，防止冷箱后端凍堵問題。
【IPC分類】F25J1/02
【公開號】CN204630250
【申請?zhí)枴緾N201520334738
【發(fā)明人】李龍, 劉家洪, 鐘志良, 謝頂杉, 劉順劍, 龍增兵, 汪宏偉, 孫林, 郭成華, 陸永康, 冼祥發(fā), 蒲黎明, 琚宜林, 田靜, 鄭穎, 孫博
【申請人】中國石油集團工程設計有限責任公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月22日