一種lng能量回收工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天然氣低溫設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種LNG能量回收工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]液化天然氣(Liquefied Natural Gas，簡(jiǎn)稱LNG)，主要成分是甲燒，被公認(rèn)是地球上最干凈的能源。無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒且無(wú)腐蝕性，其體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/625，液化天然氣的重量?jī)H為同體積水的45%左右。液化天然氣燃燒后對(duì)空氣污染非常小，而且放出的熱量大，所以液化天然氣是一種比較先進(jìn)的能源。
[0003]液化天然氣一般的制造過(guò)程是先將凈化后的天然氣經(jīng)過(guò)各種制冷工藝液化成高壓、低溫的LNG，然后通過(guò)焦耳-湯姆遜(J-T)閥進(jìn)一步節(jié)流降壓形成低壓、低溫的LNG進(jìn)入常壓或低壓儲(chǔ)罐，這一過(guò)程造成了高品位能量的極大損耗導(dǎo)致浪費(fèi)。同時(shí)，LNG的閃蒸產(chǎn)生的BOG量較大，增加了 BOG處理的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種LNG能量回收工藝。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種LNG能量回收工藝，包括如下步驟:
1)經(jīng)過(guò)預(yù)處理裝置凈化的天然氣進(jìn)入冷箱，經(jīng)過(guò)預(yù)冷、深冷工藝液化形成高壓低溫的
LNG ；
2)所述高壓低溫的LNG經(jīng)過(guò)膨脹機(jī)械裝置的膨脹端減壓，將自身的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的同時(shí)，輸出低溫、低壓LNG ;
3)所述低溫、低壓LNG經(jīng)氣液分離罐進(jìn)行氣液分離后，液相LNG送LNG儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，氣相BOG與來(lái)自LNG儲(chǔ)罐4的BOG匯合，通過(guò)LNG液力透平裝置的增壓端，進(jìn)入BOG增壓機(jī)增壓輸出，實(shí)現(xiàn)能量的回收。降壓后的LNG溫度更低，有助于降低BOG的產(chǎn)生。
[0006]其中，BOG增壓機(jī)，用于LNG膨脹減壓產(chǎn)生的BOG及LNG儲(chǔ)罐的BOG的增壓。
[0007]優(yōu)選的，所述的膨脹機(jī)械裝置為L(zhǎng)NG液力透平裝置。
[0008]優(yōu)選的，所述的LNG液力透平裝置的膨脹端優(yōu)選離心式，也可以是軸流式、螺桿式或往復(fù)式。
[0009]優(yōu)選的，所述的LNG液力透平裝置的膨脹端為主驅(qū)動(dòng)，所述LNG液力透平裝置的電動(dòng)機(jī)為輔助驅(qū)動(dòng)；所述LNG液力透平裝置膨脹端與電動(dòng)機(jī)7之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)模式切換裝置。
[0010]優(yōu)選的，所述的驅(qū)動(dòng)模式切換裝置為超速離合器或液力耦合器。以超速離合器為例:在無(wú)LNG液力透平裝置(或其它膨脹機(jī)械)膨脹端功率輸出或者功率輸出過(guò)小的情況下，電動(dòng)機(jī)可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)BOG增壓機(jī)。當(dāng)LNG液力透平或其它膨脹機(jī)械的轉(zhuǎn)速高于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，超速離合器閉合，實(shí)現(xiàn)能量的回收。當(dāng)LNG液力透平(或其它膨脹機(jī)械)膨脹端的轉(zhuǎn)速低于主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或沒(méi)有輸出時(shí)，超速離合器脫開，BOG增壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0011]優(yōu)選的，所述的電動(dòng)機(jī)的額定功率在無(wú)所述的LNG液力透平膨脹端的驅(qū)動(dòng)下，可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)BOG增壓機(jī)。
[0012]優(yōu)選的，當(dāng)所述的LNG液力透平膨脹端的轉(zhuǎn)速高于所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，超速離合器閉合，實(shí)現(xiàn)能量的回收；當(dāng)所述的LNG液力透平膨脹端的轉(zhuǎn)速低于所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，所述的超速離合器脫開，所述的BOG增壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)由所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0013]優(yōu)選的，所述LNG液力透平裝置的膨脹端與BOG增壓機(jī)同軸安裝，也可以采用其它傳動(dòng)方式。
[0014]優(yōu)選的，所述的LNG液力透平裝置的增壓端與BOG增壓機(jī)的輸入端之間采用雙驅(qū)動(dòng)模式。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
(I)使用LNG液力透平裝置(或其它形式的膨脹機(jī)械)的膨脹端替代LNG產(chǎn)品的J-T閥進(jìn)行LNG的膨脹減壓，由于減壓后的LNG溫度更低，因此LNG產(chǎn)量提高，BOG量減少。
[0016](2) LNG液力透平裝置(或其它形式的膨脹機(jī)械)的膨脹端轉(zhuǎn)化所得機(jī)械能輸出給功率輸出端用于BOG增壓，可實(shí)現(xiàn)能量的有效回收，節(jié)省了 BOG增壓的動(dòng)力消耗。
[0017](3) BOG增壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)采用LNG液力透平裝置(或其它形式的膨脹機(jī)械)的能量輸出和電機(jī)兩種驅(qū)動(dòng)模式，可通過(guò)超速離合器或者液力耦合器進(jìn)行動(dòng)力切換，避免了工藝波動(dòng)較大，外輸功率不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]附圖1為L(zhǎng)NG能量回收工藝的流程示意圖；
其中，I為冷箱；2為L(zhǎng)NG液力透平裝置(或其它形式的膨脹機(jī)械)的膨脹端；3為氣液分離罐；4為L(zhǎng)NG儲(chǔ)罐；5為L(zhǎng)NG液力透平裝置(或其它形式的膨脹機(jī)械)的增壓端一一BOG增壓機(jī)；6為驅(qū)動(dòng)模式切換裝置；7為電動(dòng)機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如下，
實(shí)施例1:
LNG液力透平裝置(或其它形式的膨脹機(jī)械)以LNG液力透平裝置為例:
如圖1所示，為一種LNG能量回收工藝的流程示意圖，包括:
經(jīng)過(guò)預(yù)處理裝置凈化的天然氣進(jìn)入冷箱1，在冷箱內(nèi)換熱器中與冷劑換熱，經(jīng)過(guò)預(yù)冷、深冷工藝液化形成高壓低溫的LNG，該LNG經(jīng)過(guò)LNG液力透平裝置的膨脹端2減壓，將自身的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，輸出低溫、低壓LNG ;所述低溫、低壓LNG經(jīng)氣液分離罐3進(jìn)行氣液分離后，液相LNG送LNG儲(chǔ)罐4儲(chǔ)存，氣相BOG與來(lái)自LNG儲(chǔ)罐4的BOG匯合，通過(guò)LNG液力透平裝置的增壓端一一BOG增壓機(jī)5進(jìn)行增壓，進(jìn)入BOG增壓機(jī)輸出，實(shí)現(xiàn)能量的回收。降壓后的LNG溫度更低，有助于降低BOG的產(chǎn)生。
[0020]LNG液力透平裝置的膨脹端2離心式的，LNG液力透平裝置膨脹降壓過(guò)程可以在壓力較高的單純的液相中進(jìn)行，也可以在壓力較低的氣液兩相區(qū)進(jìn)行。
[0021 ] BOG既可以在低溫狀態(tài)下直接增壓，也可以通過(guò)冷箱、或者其它換熱回收冷量、或者其它加熱方式復(fù)熱至常溫后再經(jīng)BOG增壓機(jī)增壓。以200萬(wàn)方/d規(guī)模的LNG裝置為例，LNG液力透平裝置輸出軸功率能達(dá)到170~190kW。
[0022]LNG液力透平裝置的增壓端一一BOG增壓機(jī)5的能量輸入端采用雙驅(qū)動(dòng)模式，LNG液力透平裝置膨脹端2為主驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)7為輔助驅(qū)動(dòng)，LNG液力透平裝置膨脹端2與電動(dòng)機(jī)7之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)模式切換裝置6，驅(qū)動(dòng)模式切換裝置6采用超速離合器；LNG液力透平裝置膨脹端2與BOG增壓機(jī)5的可同軸安裝，也可以通過(guò)其它方式傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)7的額定功率在無(wú)LNG液力透平膨脹端2的協(xié)助下可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)BOG增壓機(jī)5 ;當(dāng)LNG液力透平膨脹端2的轉(zhuǎn)速高于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，超速離合器6閉合，實(shí)現(xiàn)能量的回收；當(dāng)LNG液力透平膨脹端2的轉(zhuǎn)速低于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，超速離合器6脫開，BOG增壓機(jī)5的驅(qū)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)7驅(qū)動(dòng)。
[0023]經(jīng)過(guò)大量的測(cè)試，采用本發(fā)明的工藝，比原LNG產(chǎn)量(采用焦耳-湯姆遜(J-T)閥)的LNG產(chǎn)量能提高約1%~3%。
[0024]實(shí)施例2:
LNG液力透平裝置膨脹端2為軸流式的。
[0025]LNG液力透平裝置膨脹端2與電動(dòng)機(jī)7之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)模式切換裝置6，驅(qū)動(dòng)模式切換裝置6采用液力耦合器。
[0026]其他部分如實(shí)施例1設(shè)置相同。
[0027]經(jīng)過(guò)大量的測(cè)試，采用本發(fā)明的工藝，比原LNG產(chǎn)量(采用焦耳-湯姆遜(J-T)閥)的LNG產(chǎn)量能提高約1%~3%。
[0028]實(shí)施例3:
LNG液力透平裝置膨脹端2為螺桿式的。
[0029]LNG液力透平裝置膨脹端2與電動(dòng)機(jī)7之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)模式切換裝置6，驅(qū)動(dòng)模式切換裝置6采用超速離合器。
[0030]其他部分如實(shí)施例1設(shè)置相同。
[0031]經(jīng)過(guò)大量的測(cè)試，采用本發(fā)明的工藝，比原LNG產(chǎn)量(采用焦耳-湯姆遜(J-T)閥)的LNG產(chǎn)量能提高約1%~3%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種LNG能量回收工藝，其特征在于，包括如下步驟: 經(jīng)過(guò)預(yù)處理裝置凈化的天然氣進(jìn)入冷箱，經(jīng)過(guò)預(yù)冷、深冷工藝液化形成高壓低溫的LNG， 所述高壓低溫的LNG經(jīng)過(guò)膨脹機(jī)械裝置的膨脹端減壓，將自身的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的同時(shí)，輸出低溫、低壓LNG ； 所述低溫、低壓LNG經(jīng)氣液分離罐進(jìn)行氣液分離后，液相LNG送LNG儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，氣相BOG與來(lái)自LNG儲(chǔ)罐的BOG匯合，通過(guò)LNG液力透平裝置的增壓端，進(jìn)入BOG增壓機(jī)增壓輸出，實(shí)現(xiàn)能量的回收。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LNG能量回收工藝，其特征在于，所述的膨脹機(jī)械裝置為L(zhǎng)NG液力透平裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LNG能量回收工藝，其特征在于，所述的LNG液力透平裝置的膨脹端優(yōu)選離心式，也可以是軸流式、螺桿式或往復(fù)式。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LNG能量回收工藝，其特征在于，所述的LNG液力透平裝置的膨脹端為主驅(qū)動(dòng)，所述LNG液力透平裝置的電動(dòng)機(jī)為輔助驅(qū)動(dòng)；所述LNG液力透平裝置膨脹端與電動(dòng)機(jī)7之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)模式切換裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LNG能量回收工藝，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)模式切換裝置為超速離合器或液力耦合器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LNG能量回收工藝，其特征在于，所述的電動(dòng)機(jī)在無(wú)所述的LNG液力透平膨脹端的協(xié)助下，可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)BOG增壓機(jī)。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的LNG能量回收工藝，其特征在于，當(dāng)所述的LNG液力透平膨脹端的轉(zhuǎn)速高于所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，超速離合器閉合，實(shí)現(xiàn)能量的回收；當(dāng)所述的LNG液力透平膨脹端的轉(zhuǎn)速低于所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，所述的超速離合器脫開，所述的BOG增壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)由所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的LNG能量回收工藝，其特征在于，所述LNG液力透平裝置的膨脹端與BOG增壓機(jī)同軸安裝。9.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的LNG能量回收工藝，其特征在于，所述的LNG液力透平裝置的增壓端與BOG增壓機(jī)的輸入端之間采用雙驅(qū)動(dòng)模式。
【專利摘要】本發(fā)明涉及天然氣低溫設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種LNG能量回收工藝，高壓低溫的LNG經(jīng)過(guò)LNG液力透平裝置（或其它形式的膨脹機(jī)械）的透平端將壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能通過(guò)LNG液力透平裝置的增壓端輸出。降壓后的LNG進(jìn)一步降溫，降壓過(guò)程產(chǎn)生的氣液兩相經(jīng)過(guò)氣液分離罐分離，液相LNG送LNG儲(chǔ)罐，氣相BOG與LNG儲(chǔ)罐的BOG一起經(jīng)LNG液力透平裝置的增壓端——BOG增壓機(jī)機(jī)增壓。本發(fā)明使用LNG液力透平裝置取代LNG產(chǎn)品的J-T閥進(jìn)行膨脹節(jié)流，因LNG的溫度更低，從而降低了BOG產(chǎn)生量，提高了LNG產(chǎn)量，同時(shí)機(jī)械能可以通過(guò)BOG增壓端對(duì)BOG增壓實(shí)現(xiàn)能量的回收。
【IPC分類】F01K25/02, F01D15/08
【公開號(hào)】CN105240064
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510829824
【發(fā)明人】董雪松, 江健
【申請(qǐng)人】杰瑞石油天然氣工程有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月25日