[实用新型]一种基于双热源热泵的LNG气化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及LNG的气化技术，具体涉及一种基于双热源热泵的LNG气化系统。

背景技术

随着国家对节能减排要求的日益提高，我国的能源消费结构将更加倚重天然气，在未来10～20年，LNG将成为中国天然气市场的主力军。LNG在供给用户使用前需通过气化系统将其升温气化，目前，常用的气化技术包括海水开架式气化器（ORV）、浸没燃烧式气化器（SCV）及中间介质气化器（IFV），以上气化技术成熟可靠，但均未对LNG的冷能加以利用，另外，ORV和IFV使用海水作为热源，SCV需要燃烧天然气制热，在免费海水使用受限、天然气燃烧制热成本高昂以及对LNG冷能利用成为趋势的情况下，这些成熟气化技术的应用将受到很大限制。近年来，世界各国提出了冷能发电、冷能空分、制取液态二氧化碳、建造冷冻库等LNG冷能利用气化技术，然而，基于以上气化技术设计出的气化系统往往只关注了如何提高LNG冷能利用率，而对实际过程中冷能供需端负荷的不匹配性、工况改变对系统的影响以及气化系统基荷热源的便利性关注较少，极大限制了其实际工程应用，开发更为环保、灵活、稳定、实用的气化系统将大大提升LNG的应用范围。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于双热源热泵的LNG气化系统，该系统引入双热源热泵，以太阳能、空气能作为气化系统基荷热源供应LNG气化所需热量，可实现LNG的高效气化，并可拓宽气化站的选址范围；利用LNG冷能发电，给系统内压缩机、工艺泵等耗电设备供能，并以冷气或冷冻水等形式向系统外部优选出的冷量用户端供冷，可灵活地实现LNG冷能的合理回收利用；依据天然气用户端和优选的冷量用户端的典型设计日的逐时用气需求及逐时供冷需求，采用蓄冷箱、变频压缩机、备用加热器以及各流量调节组件，通过控制系统实现多重调节，可解决冷能供需端负荷的不匹配性，使系统在不同工况下仍能稳定运行。

本实用新型采用如下技术方案：

一种基于双热源热泵的LNG气化系统，该系统包括：

由LNG储罐、电动流量调节阀、LNG加压泵、冷凝器、膨胀透平机和换热器构成的LNG气化升温膨胀主回路，该主回路与天然气管网或用户连接；

由膨胀透平机和发电机构成的膨胀发电单元；

由冷凝器、过滤器、蓄冷箱、工质循环泵、第一蒸发器、第二蒸发器、用于储存系统内部的部分制冷剂防止压缩机吸入液体产生液击和制冷剂过多而稀释压缩机油的气液分离器、变频压缩机、备用加热器及电子膨胀阀、电动流量调节阀、呼吸阀、工质排出阀、止回阀阀组件构成的双热源热泵单元；

由电动流量调节阀、流量指示与调节仪表、温度指示与调节仪表、电子膨胀阀、变频压缩机、备用加热器、控制器构成的自动控制单元；

在所述LNG气化升温膨胀主回路中，LNG储罐通过管路依次与电动流量调节阀、LNG加压泵、冷凝器、膨胀透平机、换热器连接；

在所述膨胀发电单元中，膨胀透平机通过联轴器与发电机连接；

在所述双热源热泵单元中，冷凝器首先通过管路与电子膨胀阀、过滤器相连，之后分为并联的第一支路和第二支路，第一支路由电动流量调节阀和管路连接而成，第二支路由电动流量调节阀、蓄冷箱、电动流量调节阀通过管路连接而成，蓄冷箱上连接有用于维持蓄冷箱气压平衡并减少工质挥发的呼吸阀，两支路汇合后通过工质循环泵、之后又分为并联的第三支路和第四支路，第三支路由电动流量调节阀、第一蒸发器、止回阀和管路连接而成，第四支路由电动流量调节阀、第二蒸发器、止回阀通过管路连接而成，第二蒸发器通过另一管路与系统外部优选出的冷量用户端连接，两支路汇合后依次与气液分离器（30）、变频压缩机、备用加热器连接并回到冷凝器构成封闭的循环回路，在该循环回路中充有冷媒工质，并设有用于检修时排出冷媒工质的工质排出阀；

在所述自动控制单元中，控制器与变频压缩机、备用加热器、电动流量调节阀及流量指示与调节仪表构成的流量调节组件、电子膨胀阀和温度指示与调节仪表通过电路进行连接；

冷量用户端可根据气化站所处地理位置进行优选，系统可满足不同冷量用户端的用冷需求，适用范围广。

进一步地，所述冷媒工质包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷、乙烯、丙烯、二氟甲烷、三氟甲烷、二氟乙烷、三氟乙烷、四氟乙烷和五氟乙烷中的一种或两种以上的混合物。

进一步地，所述第一蒸发器为集热蒸发器，冷媒工质直接在集热蒸发器中蒸发吸热，集热蒸发器类型可选用平板式、螺旋管翅式。

进一步地，所述蒸发器及冷凝器分别带有过热器和过冷器；