[实用新型]一种利用LNG卫星站冷能制冰的装置

说明书

技术领域

本实用新型公开了一种利用LNG卫星站冷能制冰的装置，属于LNG卫星站冷能利用领域。 

背景技术

天然气（NaturalGas，缩写为NG）的主要组分为甲烷，常温常压下为气体。由于天然气的产地与用户区往往相隔遥远，为了储存和运输的方便，天然气从气田开采出来后一般要经过脱水、脱硫、脱酸性气体和重烃类等的处理后，液化成为-162℃的低温高压液体，即液化天然气（LiquefiedNaturalGas，缩写为LNG）。尽管将天然气液化成LNG需要的耗能极多，但相对于远距离的传输仍具有极大的经济效益。LNG不仅有利于天然气的远距离传输，也有利于降低天然气的储存成本，更有利于天然气的民用负荷调峰。 

当LNG在一个大气压力下气化时，能释放出-162～5℃的冷量约230kWh/t。对于一个气化量为10×10⁴Nm³·d^-1的小型LNG卫星气化站，可利用冷功率近1MW,每年折合电能约为数百万度,可节省近千万度的制冷电能。 

随着我国LNG产业的迅速发展，LNG卫星气化站正如雨后春笋般建立起来，目前已建成的就多达200多个。对于LNG卫星气化站冷能利用的研究也越来越多，有空分、冷库、空调、相变蓄能及梯级利用等方面。因为空气液化所需的液化温度与LNG的温度最为接近，所以LNG冷能用于空气分离行业从温度匹配的角度来讲是非常适合的，但因空分工艺复杂，初投资多，占地大，且LNG卫星站气化量变化巨大，所以LNG卫星气化站冷能用于空分并不是特别合适。冷库由于其选址要求高，初投资多，很难就近利用LNG卫星气化站的冷能等，并不适合大多数的LNG卫星气化站。另外，目前研究最多的LNG冷能梯级利用，往往涉及跨度很大的多个行业和领域，通常难以找到对所有这些领域都感兴趣的投资者来投资，并且很难保证各项目都能按设计正常运行。所以，虽然梯级利用在理论上能有较高的冷能回收率，但实施的可能性却很小。 

冰，因其市场需求量大，在食品、空调、医疗、电子、建筑、运输等行业有着广泛的应用，且制冰的工艺流程简单，技术成熟，投资少，占地小且地域限制低等，特别适合小型LNG卫星站的冷能利用。然而，将LNG冷能用于制冰的研究则较少，目前仅在很少的文献和书籍中有所提及，并且中国直到2012年才授权了首个利用LNG冷能制冰的专利201120307627.3。此专利虽然工艺流程简单，无需外加制冷动力源，但其选用的无相变冷媒相比有相变冷媒而言流量要大很多。此外，更大的不足是没能解决LNG气化站的气化量与冰的需求量不匹配的问题。冬季和白天的天然气需求量大，所以可供利用的LNG冷量也大；夏季和夜晚的天然气 需求量小，可以利用的LNG冷量也相应减小。但是，夏季的冰需求量却很大，冬季的冰需求量则较小。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种利用LNG卫星站冷能制冰的装置，该装置解决了在利用LNG冷能制冰过程中，LNG卫星站的气化量与冰的需求量不匹配的问题，并能缓解电力燃气的季节不平衡性。 

本实用新型装置包括：LNG储罐，LNG泵1，调节阀2、5、12、13，空气加热型汽化器3、6，调压器4、19，LNG换热器7，低温冷媒储罐8，离心泵9，调压阀10；制冰机11，冷媒R410A压缩机14，天然气发动机15，换热器16；常温冷媒储罐17，节流阀18。 

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现： 

（1）LNG泵1与调压阀5、LNG换热器7的冷物流进口依次用保温管线相连，LNG换热器7的冷物流出口与空气加热型汽化器6进口用保温管线相连，再通过常温管线将空气加热型汽化器6出口和调压器4相连，调压器4出口与城市燃气管网相连；LNG换热器7的热物流出口与低温冷媒储罐8、离心泵9、调压阀10、制冰机11的冷媒进口依次用保温管线相连，再用保温管线将制冰机11的冷媒出口与LNG换热器7的热物流进口相连构成循环，制冰机进水口与给水管道相连；用保温三通管件在制冰机11的冷媒出口管线上接出一条保温管线，这条保温管线与压缩机14的进气口相连，压缩机出气口与换热器16的热物流进口相连，换热器16的热物流出口与常温冷媒储罐17相连，再用保温管线将常温冷媒储罐17与节流阀18、制冰机11的冷媒进口依次相连构成循环。 

（2）压缩机14与天然气发动机15相连，由天然气发动机15为压缩机14提供动力。