[实用新型]高效多级节流天然气液化设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体液化系统技术领域，特别是一种高效多级节流天然气液化设备。

背景技术

近几年，国内国产及进口天然气液化装置每天的液化量约1亿立方米，降低天然气液化、贮存、汽化各环节的能量消耗是设计建造天然气液化装置最重要的一环。高效多级节流天然气液化装置是高效节能型天然气液化系统的发展趋势。天然气液化装置日前通常采用混合制冷剂制循环(MRC)工艺，该工艺主要采用N₂和C1~C5烃类的混合物作为循环制冷剂。混合冷剂的组成比例根据天然气原料的组成、压力、工艺流程而异，因此对制冷剂的配比和原料气的气质要求更为严格，一旦确定是不易更改的。即使满足该条件，要使整个液化过程（25℃~-162℃）所需冷量与制冷剂所提供的冷量完全匹配是达不到的，而只能趋近与冷却曲线。现有多级节流流程的对温度点划分的流程优化及与换热器结构对接仍存在较大问题，混合制冷剂循环流程的效率较低。若不能妥善处理，势必会增加液化系统功耗，提高生产成本。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高效多级节流天然气液化设备，采用分段来实现供给所需的冷量，将液化过程的熵增降至最小，效率接近阶式循环。从根本上解决了现有天然气液化设备制冷循环冷量利用率低、压缩机的熵损失高、结构复杂等问题。

本实用新型的目的是这样实现的：该高效多级节流天然气液化设备包括天然气进料管、LNG储罐、制冷剂压缩机、制冷剂分离罐及冷箱，其特征在于：所述冷箱内设有主、副换热器，天然气进料管依次通过主、副换热器后与LNG储罐的进料口相连，副换热器与LNG储罐之间设有第四节流阀；

       制冷剂分离罐为五个，制冷剂压缩机的出口与第五制冷剂分离罐的进料口相连，第五制冷剂分离罐的气相出口与第二制冷剂分离罐的进料口相连并通过主换热器，第五制冷剂分离罐的液相出口与第一制冷剂分离罐的进料口相连并通过主换热器，且在主换热器与第一制冷剂分离罐之间设有第一节流阀；

       第四制冷剂分离罐的气相、液相出口分别与第三制冷剂分离罐的进料口相连，并同时通过副换热器；

       第三制冷剂分离罐的气相、液相出口分别与制冷剂压缩机的入口相连，并同时通过主换热器；

       第二制冷剂分离罐的气相出口与第四制冷剂分离罐的进料口相连并依次通过主、副换热器，且在副换热器与第四制冷剂分离罐之间设有第三节流阀，第二制冷剂分离罐的液相出口与第三制冷剂分离罐的进料口相连并通过主换热器，且在主换热器与第二制冷剂分离罐之间设有第二节流阀；

       第一制冷剂分离罐的气相、液相出口分别与制冷剂压缩机的入口相连，并同时通过主换热器。

本实用新型具有的优点及积极的技术效果是：通过增加制冷剂循环的级数，有效减少了换热器的熵损失，提高了冷量利用率。可通过提高压缩机的效率和增加压缩机的级数来减少压缩机的能量损失，可以有效降低压缩机的熵损失，提高压缩机的轴功率。按冷剂沸点的不同，通过三级节流达到逐步降温，使制冷剂在不同温区节流，供冷，充分体现热力学特性，从而提高液化效率，降低系统功耗。综上所述，采用本实用新型的多级节流天然气液化设备，不但缩小了热流的换热温差，提高换热器换热效率，而且避免了由于增加换热器进口带来的结构复杂问题。产品质量更优，设备能量损耗更低。

附图说明

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。

图1是本实用新型的工艺流程图；

图2是本实用新型节流阀的结构示意图。

图中序号说明：1主换热器、2副换热器、3第三制冷剂分离罐、4第四制冷剂分离罐、5第一制冷剂分离罐、6第二制冷剂分离罐、7制冷剂压缩机、8第五制冷剂分离罐、9LNG储罐、10第一节流阀、11第二节流阀、12第三节流阀、13第四节流阀。

具体实施方式

实施例1

根据图1~2详细说明本实用新型的具体结构。该高效多级节流天然气液化设备包括天然气进料管、LNG储罐、制冷剂压缩机、制冷剂分离罐及冷箱等部分。其中，冷箱内设有主换热器1、副换热器2，天然气进料管依次通过主换热器1、副换热器2后与LNG储罐9的进料口相连，副换热器与LNG储罐9之间设有第四节流阀13。