液化天然氣自發(fā)電開式氣化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液化天然氣自發(fā)電開式氣化系統(tǒng)。它包括發(fā)電機(jī)構(gòu)、熱介質(zhì)油余熱回收機(jī)構(gòu)、海水換熱機(jī)構(gòu)和液化天然氣氣化機(jī)構(gòu)；發(fā)電機(jī)構(gòu)包括燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)；燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)的排煙管道與熱介質(zhì)油余熱回收機(jī)構(gòu)的煙氣入口相連通；海水換熱機(jī)構(gòu)包括熱介質(zhì)油/海水換熱器；熱介質(zhì)油余熱回收機(jī)構(gòu)的盤管與熱介質(zhì)/海水換熱器的管程相連通，且熱介質(zhì)油/海水換熱器的管程出口與熱介質(zhì)油余熱回收機(jī)構(gòu)的熱介質(zhì)入口相連通；液化天然氣氣化機(jī)構(gòu)包括海水/液化天然氣換熱器；熱介質(zhì)油/海水換熱器的殼程與海水/液化天然氣換熱器的殼程相連通，海水/液化天然氣換熱器的管程與天然氣外輸管路相連通。本模塊化液化天然氣自發(fā)電開式氣化系統(tǒng)可作為完全獨立系統(tǒng)，在無外界電源情況下可獨立運行使用。
【專利說明】液化天然氣自發(fā)電開式氣化系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種液化天然氣氣化系統(tǒng)，具體涉及一種液化天然氣自發(fā)電開式氣化 系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國天然氣市場的快速發(fā)展，天然氣在能源供應(yīng)中所占的比例迅速增加，天 然氣供應(yīng)不足的矛盾越來越明顯。液化天然氣產(chǎn)量正以每年約12%的速度高速增長，成為 增長最迅猛的能源行業(yè)之一。LNG接收站也掀起了建設(shè)熱潮，除常規(guī)陸地接收終端外，隨著 新技術(shù)和特殊設(shè)備的不斷發(fā)展，涌現(xiàn)出了很多創(chuàng)新性設(shè)計概念。如利用浮式儲存再氣化裝 置（FSRU)、模塊化接收終端、海上舊平臺改造等方式，這些裝置都是遠(yuǎn)離陸地的獨立單元， 無法依靠外界能源供給。
[0003] 由于新模式的LNG接收終端通常遠(yuǎn)離陸地，其海水泵、LNG泵、B0G壓縮機(jī)等用電 設(shè)備需要由發(fā)電機(jī)組直接供電。典型的燃?xì)馔钙揭话阒荒軌驅(qū)⑺娜剂夏芰康?8%? 34%轉(zhuǎn)化為軸功率，其余部分的燃料能量則通過排氣或者熱輻射而損失掉，不但造成污染， 同時也是能量的極大浪費。天然氣發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^煙筒排出，在滿負(fù)荷工況 下，煙氣溫度通常在300?450°C范圍內(nèi)。
[0004] 下游用戶利用LNG首先必須使其加熱氣化，氣化是一個吸熱過程，傳統(tǒng)的大型陸 上接收站通常采用開架式氣化器（0RV)或浸沒燃燒式氣化器（SCV)兩種氣化方式。其中浸 沒燃燒式氣化器通過燃燒天然氣加熱水，LNG被熱水浴氣化，浸沒燃燒式氣化器需要消耗大 量的天然氣，經(jīng)濟(jì)性差，通常只能作為備用設(shè)備；開架式氣化器由于利用了自然界的熱量， 是較為經(jīng)濟(jì)合理的氣化方式，但其需使用大量海水進(jìn)行氣化，海水泵的能耗較大，存在優(yōu)化 空間。
[0005] 綜上所述，一方面燃?xì)馔钙脚欧诺母邷責(zé)煔庵械臒崮軟]有得到利用，造成能源的 浪費，而另一方面LNG氣化又需要大量外部熱能，故此需要提出一種新型液化天然氣自發(fā) 電開式氣化裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種液化天然氣自發(fā)電開式氣化系統(tǒng)，本發(fā)明氣化系統(tǒng)利用 余熱回收系統(tǒng)將燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的煙氣所含的熱量回收，利用其熱量間接氣化LNG，具有LNG 氣化所需的海水量大大少于傳統(tǒng)的氣化方式，具有LNG氣化效率高、余熱回收效率高的特 點。
[0007] 本發(fā)明所提供的液化天然氣自發(fā)電開式氣化系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)構(gòu)、熱介質(zhì)油余熱 回收機(jī)構(gòu)、海水換熱機(jī)構(gòu)和液化天然氣氣化機(jī)構(gòu)；
[0008] 所述發(fā)電機(jī)構(gòu)包括燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)；所述燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)的排煙管道與所述熱介 質(zhì)油余熱回收機(jī)構(gòu)的煙氣入口相連通；
[0009]所述海水換熱機(jī)構(gòu)包括熱介質(zhì)油/海水換熱器；所述熱介質(zhì)油余熱回收機(jī)構(gòu)的盤 管與所述熱介質(zhì)油/海水換熱器的管程相連通，且所述熱介質(zhì)油/海水換熱器的管程出口 與所述熱介質(zhì)油余熱回收機(jī)構(gòu)的熱介質(zhì)入口相連通；
[0010] 所述液化天然氣氣化機(jī)構(gòu)包括海水/液化天然氣換熱器；所述熱介質(zhì)油/海水換 熱器的殼程與所述海水/液化天然氣換熱器的殼程相連通，所述海水/液化天然氣換熱器 的管程與天然氣外輸管路相連通。
[0011] 所述的液化天然氣自發(fā)電開式氣化系統(tǒng)中，所述燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)做功后排出的煙 氣壓力降至大氣壓力進(jìn)入所述熱介質(zhì)油余熱回收機(jī)構(gòu)中，煙氣中帶有大量可利用的熱能， 通過熱介質(zhì)油余熱回收機(jī)構(gòu)回收熱量。
[0012] 所述的液化天然氣自發(fā)電開式氣化系統(tǒng)中，所述熱介質(zhì)油余熱回收機(jī)構(gòu)的熱介 質(zhì)油入口端連接一熱介質(zhì)油循環(huán)泵；由所述燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)做功后產(chǎn)生的煙氣（300°C - 450°C )與所述熱介質(zhì)油余熱回收機(jī)構(gòu)的盤管中的熱介質(zhì)油進(jìn)行換熱，換熱后無法利用的 煙氣排放入大氣。
[0013] 所述的液化天然氣自發(fā)電開式氣化系統(tǒng)中，所述氣化系統(tǒng)還包括一熱介質(zhì)油補(bǔ)充 系統(tǒng)，所述熱介質(zhì)油補(bǔ)充系統(tǒng)包括依次連通的熱介質(zhì)油膨脹罐、熱介質(zhì)油補(bǔ)充泵和熱介質(zhì) 油儲罐；所述熱介質(zhì)膨脹罐與所述熱介質(zhì)油循環(huán)泵相連通；在熱介質(zhì)油泄漏導(dǎo)致流量不足 或由于高溫氧化造成熱介質(zhì)油劣化變質(zhì)的情況下，可以通過所述熱介質(zhì)油補(bǔ)充系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ) 充熱介質(zhì)。
[0014] 所述的液化天然氣自發(fā)電開式氣化系統(tǒng)中，所述天然氣外輸管路與所述燃?xì)廨啓C(jī) 發(fā)電機(jī)的燃料氣入口相連通。
[0015] 所述的液化天然氣自發(fā)電開式氣化系統(tǒng)中，所述天然氣外輸管路與所述熱介質(zhì)油 余熱回收機(jī)構(gòu)的煙氣入口相連通。
[0016] 本發(fā)明液化天然氣自發(fā)電開式氣化系統(tǒng)，熱介質(zhì)油由所述熱介質(zhì)油循環(huán)泵加壓到 IMPa左右注入所述熱介質(zhì)油余熱回收機(jī)構(gòu)的盤管內(nèi)，換熱升溫到200°C以上與海水換熱， 加熱海水，熱介質(zhì)油溫度下降到l〇〇°C左右后循環(huán)回到熱介質(zhì)油循環(huán)泵入口，由循環(huán)泵再次 注入余熱回收單元內(nèi)盤管。被加熱的海水通過所述液化天然氣氣化機(jī)構(gòu)，與LNG換熱，將低 溫LNG (-160攝氏度）加熱到0攝氏度以上，通過所述天然氣外輸管道外輸至下游用戶。LNG 氣化器也可采用傳統(tǒng)的開架式氣化器或其他適合形式的換熱器。
[0017] 本發(fā)明具有如下有益效果：
[0018] 通過發(fā)電系統(tǒng)與LNG氣化系統(tǒng)相結(jié)合的模式，間距利用余熱回收單元回收發(fā)電系 統(tǒng)的余熱作為LNG氣化的熱源，即實現(xiàn)了能量的回收利用、解決了 LNG儲存蒸發(fā)氣的利用問 題、提高天然氣利用總效率，又減少了 LNG氣化所需的大量其他熱源流體的引入，同時可提 供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。本模塊化液化天然氣自發(fā)電開式氣化系統(tǒng)可作為完全獨立系統(tǒng)，在無 外界電源情況下可獨立運行使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明液化天然氣自發(fā)電開式氣化系統(tǒng)的示意圖。
[0020] 圖中各標(biāo)記如下：
[0021] 1熱介質(zhì)油補(bǔ)充泵、2熱介質(zhì)油膨脹罐、3熱介質(zhì)油儲罐、4燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)、5熱介 質(zhì)油循環(huán)泵、6熱介質(zhì)油余熱回收裝置、7熱介質(zhì)油/海水換熱器、8海水/液化天然氣換熱 器。

【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0023] 如圖1所示，本發(fā)明液化天然氣自發(fā)電開式氣化系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)構(gòu)、熱介質(zhì)油余 熱回收裝置6、海水換熱機(jī)構(gòu)和液化天然氣氣化機(jī)構(gòu)。本發(fā)明中，發(fā)電機(jī)構(gòu)包括燃?xì)廨啓C(jī)發(fā) 電機(jī)4,燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)4的排煙管道與熱介質(zhì)油余熱回收裝置6的煙氣入口相連通，以使 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)4做功后排出的煙氣壓力降至大氣壓力進(jìn)入熱介質(zhì)油余熱回收裝置6中， 煙氣中帶有大量可利用的熱能，通過熱介質(zhì)油余熱回收裝置6回收熱量。海水換熱機(jī)構(gòu)包 括熱介質(zhì)油/海水換熱器7,熱介質(zhì)油余熱回收裝置6的盤管與熱介質(zhì)油/海水換熱器7的 管程相連通，且熱介質(zhì)油/海水換熱器7的管程出口與熱介質(zhì)油余熱回收裝置6的熱介質(zhì) 入口相連通。本發(fā)明中液化天然氣氣化機(jī)構(gòu)包括海水/液化天然氣換熱器8,熱介質(zhì)油/海 水換熱器7的殼程與海水/液化天然氣換熱器8的殼程相連通，利用熱介質(zhì)油對海水進(jìn)行 加熱；海水/液化天然氣換熱器8的管程與天然氣外輸管路（圖中未標(biāo)）相連通，實現(xiàn)了天 然氣向下游用戶的外輸；并且，該天然氣外輸管路還分別與燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)4的燃料氣入 口和熱介質(zhì)油余熱回收裝置6的煙氣入口相連通，用于分別為燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)4提供燃料 氣，以及當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)4排出煙氣不足時，為熱介質(zhì)油余熱回收裝置6提供燃料氣作為 補(bǔ)充燃料燃燒，加熱熱介質(zhì)油。
[0024] 在正常情況下，由熱介質(zhì)油膨脹罐2進(jìn)行保壓，只需一次性注入熱介質(zhì)油無需額 外補(bǔ)充，但若熱介質(zhì)油不足的情況下，可以用熱介質(zhì)油補(bǔ)充泵1將熱介質(zhì)油從熱介質(zhì)油儲 罐3內(nèi)注入熱介質(zhì)油循環(huán)泵5前的熱介質(zhì)油膨脹罐2內(nèi)，進(jìn)而補(bǔ)充到熱介質(zhì)油循環(huán)流程中。
[0025]利用本發(fā)明液化天然氣自發(fā)電開式氣化系統(tǒng)進(jìn)行LNG氣化時，按照如下步驟進(jìn) 行：
[0026]將部分氣化外輸管道氣及LNG蒸發(fā)氣作為燃料氣供給燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)4進(jìn)行發(fā) 電，燃料氣供給溫度為〇°C，進(jìn)氣壓力為3MPag。發(fā)電后煙氣溫度為450°C，輸送到熱介質(zhì)油 余熱回收裝置6,將熱介質(zhì)油（本實施例中選用THERMINOL?66)加熱到220°C，在煙氣 量不足的情況下，可采用燃料氣補(bǔ)燃的方式加熱熱介質(zhì)油保證其輸出溫度。
[0027] 在熱介質(zhì)油/海水循環(huán)換熱7中，熱介質(zhì)油由熱介質(zhì)油循環(huán)泵5加壓到IMPag注 入熱介質(zhì)油余熱回收裝置6內(nèi)的盤管，被加熱到220°C進(jìn)入熱介質(zhì)油/海水循環(huán)換熱7(熱 介質(zhì)油/乙二醇換熱器）的管程中與海水進(jìn)行換熱；換熱后熱介質(zhì)油的溫度下降到100°C、 壓力降到〇. 〇2MPag后循環(huán)回到熱介質(zhì)油循環(huán)泵5的入口，由熱介質(zhì)油循環(huán)泵5再次加壓注 入熱介質(zhì)油余熱回收裝置6內(nèi)的盤管完成換熱循環(huán)。
[0028]在海水/液化天然氣氣化換熱8中，高壓（lOMPa)的液化天然氣（一160°C )進(jìn)入 海水/液化天然氣換熱器8中與海水溶液換熱，海水溫度控制在比進(jìn)口溫度低5 °C后排至大 海，液化天然氣被加熱到〇°C以上進(jìn)入天然氣外輸管路，向下游供氣，其中一個支路作為燃 料氣的補(bǔ)充氣源向燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)4及熱介質(zhì)油余熱回收裝置6供氣。
【權(quán)利要求】
1. 一種液化天然氣自發(fā)電開式氣化系統(tǒng)，其特征在于：它包括發(fā)電機(jī)構(gòu)、熱介質(zhì)油余 熱回收機(jī)構(gòu)、海水換熱機(jī)構(gòu)和液化天然氣氣化機(jī)構(gòu)； 所述發(fā)電機(jī)構(gòu)包括燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)；所述燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)的排煙管道與所述熱介質(zhì)油 余熱回收機(jī)構(gòu)的煙氣入口相連通； 所述海水換熱機(jī)構(gòu)包括熱介質(zhì)油/海水換熱器；所述熱介質(zhì)油余熱回收機(jī)構(gòu)的盤管與 所述熱介質(zhì)/海水換熱器的管程相連通，且所述熱介質(zhì)油/海水換熱器的管程出口與所述 熱介質(zhì)油余熱回收機(jī)構(gòu)的熱介質(zhì)入口相連通； 所述液化天然氣氣化機(jī)構(gòu)包括海水/液化天然氣換熱器；所述熱介質(zhì)油/海水換熱器 的殼程與所述海水/液化天然氣換熱器的殼程相連通，所述海水/液化天然氣換熱器的管 程與天然氣外輸管路相連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化系統(tǒng)，其特征在于：所述熱介質(zhì)油余熱回收機(jī)構(gòu)的熱介 質(zhì)油入口端連接一熱介質(zhì)油循環(huán)泵。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣化系統(tǒng)，其特征在于：所述氣化系統(tǒng)還包括一熱介質(zhì)油補(bǔ) 充系統(tǒng)，所述熱介質(zhì)補(bǔ)充系統(tǒng)包括依次連通的熱介質(zhì)油膨脹罐、熱介質(zhì)油補(bǔ)充泵和熱介質(zhì) 油儲罐；所述熱介質(zhì)油膨脹罐與所述熱介質(zhì)循環(huán)泵相連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的氣化系統(tǒng)，其特征在于：所述天然氣外輸管路與 所述燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)的燃料氣入口相連通。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣化系統(tǒng)，其特征在于：所述天然氣外輸管路與所述熱介質(zhì) 油余熱回收機(jī)構(gòu)的煙氣入口相連通。
【文檔編號】F17C7/04GK104359003SQ201410584790
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】陳 峰, 劉方, 張晨, 安東雨, 屈長龍 申請人:中國海洋石油總公司, 中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司