[发明专利]蓄冷式维持LNG冷能利用装置连续运行的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种维持LNG冷能利用装置连续运行的系统及方法，尤其是一种蓄冷式维持LNG冷能利用装置连续运行的系统及方法，属于LNG冷能利用技术领域。

背景技术

随着我国经济发展，能源结构的调整，天然气已成为和煤炭及石油相提并论的主要能源，并且将成为未来主要能源之一，液化天然气(Liquefied Natural Gas，以下简称为LNG)是继煤炭、石油之后的又一新兴绿色清洁能源，LNG是气态天然气在脱硫、脱水处理后，经低温工艺冷冻液化而成的低温(-162℃)液体混合物。在供应给下游用户利用之前，必须将LNG气化并加热至0.0℃以上输入管网。LNG气化时会放出大量的冷量，每吨LNG气化释放的冷能约为200kW·h。通过特定的工艺技术将这部分冷能进行回收和利用，则可以达到节能环保以及拓展LNG产业链的目的。

目前，LNG冷量已经应用于发电、空分、橡胶粉碎、干冰制造、冷库等工业中，替代了大量用于制冷所消耗的电能。国外LNG产业的发展起步相对较早，LNG产业的发展相应带动了LNG冷能利用技术的产生和发展，也已比较成功。作为世界上最大的LNG入口国，日本在1970年就开始将LNG冷量用于空气分离，其LNG接收终端及其冷能利用产业发展非常迅速，到2000年其已运行的23个LNG接收终端中约有20％的LNG冷能被利用。除了与发电厂相配合使用外，有26台独立的冷能利用设备，其中7台空分分离装置，3台制干冰装置(产能各为100t/d)，1台深度冷冻仓库(容量为3.32×104t)，15台低温朗肯循环独立发电装置。我国台湾省的永安LNG接收站的冷能也用于空分、冷能发电、轻烃回收和制冰水等。

LNG的气化要根据下游用户的峰、谷负荷来确定，从而决定释放冷能的量，所以空分装置等冷能利用工艺的冷能需求时间特性与天然气用户的峰、谷负荷时间特性不同。LNG冷能的波动，导致不能满足LNG冷能利用项目在供气低谷负荷的用冷需求，甚至被迫停车，将会对冷量利用设备的运行产生不良影响。此外，为了保证冷能利用设备的平稳运行，目前只能按最低气化量来设计冷能利用规模，这导致气化高峰负荷期间的冷能得不到完全利用，浪费了大量的冷能，致使LNG冷能利用率偏低。

如果开发一种冷能储存技术与装备，在高峰时将LNG气化富余的冷量贮存下来，在低谷甚至没有气化负荷时，将储存的冷量释放出来，供冷能利用设备使用，保证LNG冷能利用装置的连续性生产，将有利于解决目前冷能供应波动性很大等问题，而且能提高LNG冷能的利用率。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种的蓄冷式维持LNG冷能利用装置连续运行的系统，该系统结构简单，可以避免冷能利用装置因为LNG气化负荷波动而频繁停车带来的一系列损失。

本发明的另一目的在于提供一种蓄冷式维持LNG冷能利用装置连续运行的方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

蓄冷式维持LNG冷能利用装置连续运行的系统，包括蓄冷式换热器和冷能利用装置，所述冷能利用装置具有LNG入口和NG出口，所述蓄冷式换热器中设有蓄冷物质，并具有LNG入口、LNG出口、NG入口和NG出口；

在LNG冷能供应时，蓄冷式换热器的NG入口阀门关闭，天然气管线的入口阀门打开，所述冷能利用装置的LNG入口和蓄冷式换热器的LNG入口均与LNG接收站相连通，所述冷能利用装置通过其NG出口与天然气管线的入口连接，所述蓄冷式换热器通过其NG出口与天然气管线的入口连接；

在LNG冷能供应中断时，蓄冷式换热器的NG入口阀门打开，天然气管线的入口阀门关闭，所述冷能利用装置的LNG入口与蓄冷式换热器的LNG出口相连通，所述冷能利用装置的NG出口与蓄冷式换热器的NG入口相连通。

作为一种实施方案，所述蓄冷物质为蜡基石油烃类。

作为一种实施方案，所述冷能利用装置包括LNG-氮换热器，所述LNG-氮换热器的LNG入口和NG出口作为冷能利用装置的LNG入口和NG出口；在LNG冷能供应时，所述LNG-氮换热器的LNG入口与LNG接收站相连通，所述LNG-氮换热器通过其NG出口与天然气管线的入口连接；在LNG冷能供应中断时，所述LNG-氮换热器的LNG入口与蓄冷式换热器的LNG出口相连通，所述LNG-氮换热器的NG出口与蓄冷式换热器的NG入口相连通。