[发明专利]一种具有常压塔的利用液化天然气冷能的蓄冰方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及液化天然气冷能利用领域，具体涉及一种具有常压塔的利用液化天然气冷能的蓄冰方法及装置。

背景技术

为了优化能源消费结构，响应节能减排的国际承诺，实现可持续发展，天然气作为化石能源中最为洁净环保、优质高效的能源燃料被世界各国广泛利用，它的需求量也日益增加。在我国“十二五”规划中对天然气的开发利用提出了更高的要求，同时明确指出了开发LNG冷能利用技术与装备。随着天然气需求量的不断增长，LNG的进口量也在不断上升，相应的LNG接收站、卫星站以及加气站等也在快速发展中。

LNG是由天然气经过净化处理后，通过低温工艺冷却液化而得到的低温(-162℃)液体混合物，生产1吨LNG需要消耗大约850kwh的电能。当LNG在1atm压力下气化时，释放出-162～5℃的冷量约为230kwh/t，合理规划和利用这部分冷能不仅可以提高能源利用率，还会带来显著地经济效益。

无论在大型的LNG接收站，还是相对较小的LNG卫星站或者LNG加气站，LNG冷能无疑蕴藏着巨大的财富。LNG冷能回收利用技术大致分为直接和间接两种。直接利用技术有空气分离技术、LNG冷能发电技术、海水淡化、冷藏冷冻以及蓄冰制冰技术等等，间接利用技术有低温粉碎、污水处理等等。对于LNG气化量较大的情况，如LNG接收站或大中型的卫星站等，一般会因地制宜的采用多种冷能回收技术综合利用LNG冷能，诸如空气分离技术、发电、海水淡化等梯级利用冷能，使得冷能利用率最大化；而对于LNG气化量相对较小的情况，如中小型的卫星站或加气站等，由于LNG释放的冷量有限，一般采用较为单一的冷能利用方式，这其中利用LNG冷能的蓄冰制冰技术等就成为了首选。

冰蓄冷技术通常用于冰蓄冷空调系统。中国发明专利CN103353151A公开了一种可实现LNG冷能回收利用的蓄冰空调系统。该系统利用LNG冷能与制冷机组协同供冷，有效地保障了用户空调的使用要求。另外，制冰装置方面，中国发明专利CN103256762A公开了一种利用液化天然气冷能制冰工艺及装置。该方法采用双管壳式换热器进行LNG与冷媒之间的换热，并且无需额外的机械设备推动冷媒流动，实现自动循环换热。中国实用新型专利CN2935025Y公开了一种液化天然气再气化冷回收蓄冰装置。该装置利用冷媒将LNG气化释放的冷量带到储冷装置的水中，有效回收利用了LNG冷能。

由于LNG气化温度(-162℃)比现阶段常用冷媒的最低工作温度(如乙二醇溶液，-60℃左右)低得多，因而在直接利用冷煤气化LNG的过程中很容易出现冷媒凝结的情况发生，不仅影响了换热器性能，甚至可能造成管道堵塞。另外，在通过冷媒实现间接地蓄冰过程中，一部分的冷量在换热过程中损失，降低了冷能利用率。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种具有常压塔的利用液化天然气冷能的蓄冰方法及装置。解决了现有技术冷能利用率、冷媒易凝结的问题。

一种具有常压塔的利用液化天然气冷能的蓄冰方法，包括以下步骤：

1)液化天然气先进入常压塔中与喷淋水换热，然后再与从冷媒储罐出来的冷媒换热气化，气化后的天然气进入天然气用户端，换热后的喷淋水流入常压塔底部与常压塔中的水混合；

2)步骤1)中换热冷却后的冷媒再与常压塔中的水换热，常压塔中此时，充注有冷媒的换热器的外表面上的水会凝结成冰，冷媒温度上升，返回冷媒储罐，冷媒完成一个换热循环；

3)重复步骤1)～步骤2)，不断对常压塔中的水进行冷却；

4)将常压塔中的被冷却的水输出至用户端进行利用。

作为优选，所述喷淋水为来自常压塔中的水。通过将常压塔中的水反复循环与LNG换热，不仅能对LNG进行预热，而且提高了冷能的利用率，且LNG通过预热，LNG与冷媒之间的温差变小，冷媒不易凝结。

作为优选，所述喷淋水为来自补水管路的水。当常压塔中的冷水有消耗时，通过补水管路能够添加水量，能够防止出现常压塔中的水过少，吸收冷能的能力下降的问题。

本发明还公开了一种具有常压塔的利用液化天然气冷能的蓄冰装置，包括：

LNG储罐；

第一液体泵，入口与LNG储罐的出口连通；

第一调压阀，入口与第一液体泵的出口连通；

换热器，包括第一通道和第二通道，所述第一通道的入口与所述第一调压阀的出口连通，第一通道的出口与天然气用户端连通；

冷媒罐，入口与所述第二通道的出口连通；

第二液体泵，入口与冷媒罐的出口连通；