[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，具体涉及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。 

发明内容：

本实用新型的目的是提供气体液化系统，具体提供一种高效多级节流天然气液化设备。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种高效多级节流天然气液化设备，其组成包括：天然气进料管、LNG储罐、制冷剂压缩机、制冷剂分离罐及冷箱，所述的冷箱内装有主、副换热器，所述的天然气进料管依次通过主换热器、副换热器后与LNG储罐的进料口连接，所述的副换热器与LNG储罐之间设有第四节流阀。

所述的制冷剂分离罐为五个包括：第一制冷剂分离罐、第二制冷剂分离罐、第三制冷剂分离罐的气相、第四制冷剂分离罐的气相、第五制冷剂分离罐，所述的制冷剂压缩机的出口与第五制冷剂分离罐的进料口连接，所述的第五制冷剂分离罐的气相出口通过主换热器与第二制冷剂分离罐的进料口连接，所述的第五制冷剂分离罐的液相出口通过主换热器与第一制冷剂分离罐的进料口连接，所述的主换热器与第一制冷剂分离罐之间装有第一节流阀。

所述的第四制冷剂分离罐的气相、液相出口分别通过副换热器与第三制冷剂分离罐的进料口连接，所述的第三制冷剂分离罐的气相、液相出口分别通过主换热器与制冷剂压缩机的入口链接，所述的第二制冷剂分离罐的气相出口依次通过主、副换热器与第四制冷剂分离罐的进料口连接，所述的副换热器与第四制冷剂分离罐之间装有第三节流阀，所述的第二制冷剂分离罐的液相出口通过主换热器与第三制冷剂分离罐的进料口连接，所述的主换热器与第二制冷剂分离罐之间装有第二节流阀，所述的第一制冷剂分离罐的气相、液相出口分别通过主换热器与制冷剂压缩机的入口连接。 

本发明的有益效果：

1. 本实用新型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。

2. 本实用新型可减少设备投入24～30万，减少换热器体积3%，节能3.5%，电费以￥0.7/ kW·h计，则每年可节约163.52万元，同时减少CO₂的排放，具有非常可观的社会效益和经济效益。

3. 本实用新型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。

4. 本实用新型按冷剂沸点的不同，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。

附图说明：

附图1是实用新型的结构示意图。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。

附图2是节流阀的结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：