[发明专利]天然气制冷系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于天然气制冷技术领域，尤其涉及一种天然气制冷系统及工艺。

背景技术

天然气制冷系统是将天然气压缩、冷却至其沸点(-161.5℃)温度后变成液体的制冷系统，其工作原理为，通过压缩机将配置好的制冷剂定量输送至制冷箱，制冷箱对通有天热气的管道进行冷却，并将温度升高的制冷剂输送回压缩机。上述过程中，当天然气管道负荷降低(即质量流量减少)时，需要降低向制冷箱供应的制冷剂质量流量，以此满足制冷箱对天然气进行液化的要求。

现有的降低向制冷箱供应制冷剂质量流量的方式为：1、降低压缩机的工作电流，以降低压缩机的转速，进而降低压缩机对制冷箱的制冷剂供应量，然而，由于降低压缩机电流的范围有限(电流过低会导致压缩机发生喘振)，因此，该种方式不能满足天然气管道负荷降低时对降低制冷剂供应量的要求；2、从压缩机输出端向天然气制冷系统的外部抽出制冷剂，以此降低压缩机对制冷箱的制冷剂供应量，然而，该种方式一方面难于控制对制冷剂的抽取量，另一方面，由于难于对被抽出的制冷剂进行储存，因此，会造成对价格昂贵的制冷剂的浪费。

发明内容

本发明针对现有降低向制冷箱供应制冷剂质量流量的方式影响压缩机的工作稳定性，并且造成对制冷剂浪费的技术问题，提出一种既能保证压缩机的工作稳定性，又能显著减少制冷剂浪费的天然气制冷系统及工艺。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种天然气制冷系统，包括第一压缩机，第一压缩机包括可输出制冷剂的第一压缩机出口，以及可输入制冷剂的第一压缩机入口，第一压缩机出口连接有第一压缩机冷却器，第一压缩机冷却器连接有第一压缩机出口分离器，第一压缩机出口分离器连接有可对天然气管道内的天然气制冷的制冷箱，制冷箱包括与第一压缩机出口分离器连接的制冷箱入口，以及与第一压缩机入口连接的制冷箱出口，制冷箱出口与第一压缩机入口之间连接有可调节第一压缩机入口压力的第一阀体，制冷箱连接有可调节流通制冷箱的制冷剂质量流量的第二阀体。

作为优选，第二阀体为节流阀。

作为优选，第二阀体为J-T阀。

作为优选，第一阀体为调压阀。

作为优选，第一阀体为节流阀。

作为优选，第一阀体为J-T阀。

作为优选，第一压缩机出口分离器连接有第二压缩机，第二压缩机包括与第一压缩机出口分离器连接的第二压缩机入口，以及第二压缩机出口，第二压缩机出口连接有第二压缩机冷却器，第二压缩机冷却器连接有第二压缩机出口分离器，第二压缩机出口分离器与制冷箱入口连接。

一种天然气制冷方法，包括以下步骤：

S0：打开第一阀体及第二阀体，启动第一压缩机、第一压缩机冷却器及第一压缩机出口分离器，根据天然气管路中的天然气负荷，调节第一压缩机的转速；

S1：当天然气管路中的天然气负荷降低时，增大第二阀体的开度，即减小制冷剂质量流量，以满足天然气液化的需要；

S2：保持第一压缩机的转速恒定，根据第一压缩机工作下入口所需的压力，调节第一阀体，直至经制冷箱复热后的制冷剂压力与第一压缩机入口的压力相同。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明天然气制冷系统通过在制冷箱出口与第一压缩机入口之间设置第一阀体，使得第一阀体与第二阀体相互配合，即通过第二阀体调节制冷箱的制冷剂质量流量，同时，通过第一阀体调节输入第一压缩机入口制冷剂的压力，从而在满足了天然气负荷变化的同时，保证了压缩机的工作稳定性。

2、本发明天然气制冷方法，在面对天然气负荷降低的情况时，通过应用第一阀体来调节从第一阀体输出的制冷剂压力，以此调节输入第一压缩机入口制冷剂的压力，从而取代了现有改变压缩机电流，以及向天然气制冷系统外抽取制冷剂的方法，进而应用本发明天然气制冷方法既能保证压缩机的工作稳定性，又显著减少了制冷剂的浪费。

附图说明

图1为本发明天然气制冷系统和方法的工作原理示意图。

以上各图中：1、第一阀体；2、第一压缩机；3、第一压缩机冷却器；4、第一压缩机出口分离器；5、第二压缩机；6、第二压缩机冷却器；7、第二压缩机出口分离器；8、制冷箱；9、第二阀体；10、天然气管路。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。