[实用新型]一种采用氟里昂预冷的混合制冷剂天然气液化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种天然气液化装置，尤其是涉及一种采用氟里昂预冷的小型混合制冷剂天然气液化装置。

背景技术

天然气是一种优质洁净的化石能源，天然气经液化后，其体积约为原来的1/625，因而便于储存与运输。与管道气相比，液化天然气(LNG)在零散气田、边际气田的开发、煤层气的利用、海上天然气的开发利用和海外天然气的引进方面，有着不可替代的作用。

天然气液化有级联式制冷循环、混合制冷剂制冷循环和膨胀机制冷循环三种，其中混合制冷剂循环(MRC)采用最为普遍，且系统的运行特性最复杂。国内许多大专院校都展开了这方面的研究，并开展了天然气液化技术的教学和科研工作，但是建设实验室适用的小型天然气液化装置却面临着一系列困难，如投资、供电、场地、操作维护等均受到很大限制。如果采用小型制冷机作为天然气液化的冷源，虽然装置简单、占地面积小而且操作简便，但是小型制冷机工作原理与工业上通常采用的天然气液化循环迥然不同，不能帮助学生学习和掌握天然气液化循环的原理、装置和工作过程，无法取得理想的教学效果。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种天然气液化装置，通过常用的制冷系统进行预冷并采用混合制冷剂对天然气进行冷却液化，其工作原理与工业上通用的天然气液化循环装置基本相同，具有体积小、操作简单、成本低等特点。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种天然气液化装置，其包括预冷系统、混合制冷剂循环系统和天然气输送管道，其特征在于：

所述混合制冷剂循环系统也可以称为低温循环系统或MRC循环系统，其包括一级压缩机、一级空气冷却器(简称空冷器)、二级压缩机、二级空气冷却器、预冷换热器、低温换热器、第一J-T阀和第二J-T阀，并且，所述预冷换热器中设有第一流道和第二流道，所述低温换热器中设有第一流道、第二流道和第三流道；其中，一级压缩机、一级空气冷却器、二级压缩机、二级空气冷却器、预冷换热器的第一流道、低温换热器的第三流道、第一J-T阀、低温换热器的第二流道依次连接并形成回路；

所述预冷系统为氟里昂预冷系统，并且，该氟里昂预冷系统与所述预冷换热器的第二流道相连接并形成回路；

所述天然气输送管道依次与所述低温换热器的第一流道、所述第二J-T阀连接。

在本实用新型提供的天然气液化装置中，优选地，该天然气液化装置还包括一天然气压缩系统，该天然气压缩系统包括一级天然气压缩机以及一级天然气空气冷却器，用于对天然气进行压缩和空冷。

当本实用新型提供的天然气液化装置还包括天然气压缩系统时，优选地，所述天然气输送管道依次与所述天然气压缩系统的一级天然气压缩机、一级天然气空气冷却器、所述低温换热器的第一流道以及所述第二J-T阀连接。

在本实用新型提供的天然气液化装置中，优选地，所述一级天然气压缩机为活塞式天然气压缩机或螺杆式天然气压缩机。

在本实用新型提供的天然气液化装置中，优选地，所述天然气压缩系统还包括二级天然气压缩机和二级天然气空气冷却器，用于对天然气进行二级压缩和二级空冷。

在本实用新型提供的天然气液化装置中，当天然气压缩系统包括二级天然气压缩机和二级天然气空气冷却器时，优选地，所述天然气输送管道依次与所述天然气压缩系统的一级天然气压缩机、一级天然气空气冷却器、二级天然气压缩机、二级天然气空气冷却器、所述低温换热器的第一流道以及所述第二J-T阀连接。

在本实用新型提供的天然气液化装置中，优选地，所述二级天然气压缩机为活塞式天然气压缩机或螺杆式天然气压缩机。

在本实用新型提供的天然气液化装置中，优选地，所述氟里昂预冷系统为蒸汽压缩式制冷系统。更优选地，其可以是以制冷剂R407或R410为制冷剂的蒸汽压缩式制冷系统。

本实用新型提供的天然气液化装置是一种采用氟里昂预冷的小型混合制冷剂天然气液化装置。在混合制冷剂循环系统中，混合制冷剂在回路中循环流动，依次经过一级压缩机、一级空气冷却器、二级压缩机、二级空气冷却器，进入预冷换热器的第一流道，在预冷换热器中，混合冷剂被来自氟里昂预冷系统的制冷剂预冷；然后混合制冷剂进入低温换热器的第三流道中，进一步被冷却，然后经过第一J-T阀并被节流膨胀，温度进一步降低，并进入低温换热器的第二流道中，提供冷量，用于冷却天然气并预冷第三流道中的混合冷剂；离开第二流道之后，混合制冷剂沿管道回到一级压缩机，开始新的循环。