專利名稱：低溫天然氣回收處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種低溫天然氣回收處理裝置，用于液化天然氣(LNG)接收站、液化天然氣(LNG)液化工廠的低溫天然氣回收處理。
背景技術(shù)：
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)能源的需求日漸增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)的液化天然氣應(yīng)用處于蓬勃發(fā)展中。對(duì)于液化天然氣(LNG)接收站、LNG液化工廠，由于LNG儲(chǔ)罐、輸送管道不可避免要吸收外部熱量，產(chǎn)生了大量的低溫天然氣。如果不能有效的回收利用低溫天然氣，直接將其排放大氣，不但造成環(huán)境的污染，也造成能源的浪費(fèi)。目前，在LNG接收站，傳統(tǒng)的低溫天然氣回收工藝主要采用直接加壓輸出工藝和再冷凝工藝。直接加壓輸出工藝是采用低溫天然氣壓縮機(jī)，將低溫低壓天然氣加壓到常溫高壓狀態(tài)，直接輸送到站外燃?xì)夤芫W(wǎng)。再冷凝工藝是將低溫的天然氣加壓、再從LNG儲(chǔ)罐抽取LNG，兩者按一定比例在再冷凝中直接換熱，將低溫天然氣再次液化，輸送到高壓泵加壓氣化。這兩種工藝中，低溫天然氣壓縮機(jī)是低溫天然氣回收利用的關(guān)鍵設(shè)備，關(guān)系到主體設(shè)備一LNG儲(chǔ)罐的正常安全運(yùn)行。目前一般采用低溫?zé)o油往復(fù)式或迷宮式壓縮機(jī)，國(guó)內(nèi)壓縮機(jī)制造廠尚無設(shè)計(jì)、制造該類壓縮機(jī)的成熟經(jīng)驗(yàn)，主要依賴進(jìn)口，設(shè)備生產(chǎn)周期長(zhǎng)，制造成本高。因此，實(shí)有必要設(shè)計(jì)一種新的低溫天然氣回收處理裝置，以降低原回收處理的生產(chǎn)周期和成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了 一種新的低溫天然氣回收處理裝置，通過加熱器，將低溫天然氣加熱到常溫，再采用國(guó)產(chǎn)常溫天然氣壓縮機(jī)替代生產(chǎn)周期長(zhǎng)、制造成本高的進(jìn)口低溫天然氣壓縮機(jī)對(duì)常溫天然氣進(jìn)行壓縮，從而達(dá)到降低工程投資、縮短施工周期的目的。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的低溫天然氣回收處理裝置可以采用如下的技術(shù)方案。本實(shí)用新型提供一種低溫天然氣回收處理裝置，該裝置包括:換熱器，其天然氣進(jìn)口端與低溫天然氣管道相連接，和常溫天然氣壓縮機(jī)，其天然氣進(jìn)口端通過管道與所述換熱器的天然氣出口端連接，其天然氣出口端與常溫高壓天然氣管道連接。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述換熱器是空溫式換熱器(其中加熱介質(zhì)是空氣)。優(yōu)選為翅片式結(jié)構(gòu)的空溫式換熱器。在該實(shí)施方式中，低溫低壓的天然氣(溫度在-50°c -160°c之間，壓力IKPa -G 30KPa.G)通過低溫天然氣管道到空溫式換熱器，通過吸收空氣中的熱量加熱低溫天然氣。低溫低壓天然氣經(jīng)過空溫式加熱器加熱后氣體溫度>-15°C，例如-15、°C，例如-1(T-5°C。加熱后的氣體再通過管道(常溫低壓天然氣管道)輸送到常溫天然氣壓縮機(jī)進(jìn)行加壓，出口壓力彡0.8MPa.G，例如0.8 1.5MPa.G，優(yōu)選1.(Tl.2MPa.G，最后通過常溫
高壓天然氣管道輸送站外或下一處理工藝裝置。在另一實(shí)施方式中，所述換熱器是水浴式換熱器。水浴式換熱器可以為管殼式或繞管式結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施方式中，低溫低壓的天然氣(溫度在_50°C _160°C之間，壓力lKPa*G 30KPa*G)通過低溫天然氣管道到水浴式換熱器中加熱，加熱后氣體溫度彡5°C，例如5 15°C，再例如6 10°C，再通過管道(常溫低壓天然氣管道)輸送到常溫天然氣壓縮機(jī)進(jìn)行加壓，出口壓力彡0.8MPa.G，例如0.8 1.5MPa.G，優(yōu)選1.(Tl.2MPa.G，最后通過常溫高壓天然氣管道輸送站外或下一處理工藝裝置。在又一實(shí)施方式中，所述換熱器包括并聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)空溫式換熱器和/或一個(gè)或多個(gè)水浴式換熱器，其中低溫天然氣管道分成多個(gè)支管，分別與所述一個(gè)或多個(gè)空溫式換熱器和/或一個(gè)或多個(gè)水浴式換熱器的天然氣進(jìn)口端連接，所述一個(gè)或多個(gè)空溫式換熱器和/或一個(gè)或多個(gè)水浴式換熱器的這些天然氣出口端在合流后與常溫天然氣壓縮機(jī)的天然氣進(jìn)口端連接。在該實(shí)施方式中，低溫低壓的天然氣(溫度在_50°C _160°C之間，壓力lKPa*G 30KPa.G)通過低溫天然氣管道后分成多個(gè)分支，分別進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)空溫式換熱器和/或一個(gè)或多個(gè)水浴式換熱器中加熱，在所述空溫式換熱器中加熱后氣體溫度>_15°C，例如-15、°C，例如-10 _5°C，在所述水浴式加熱器中加熱后氣體溫度彡5°C，例如5 15°C，再例如6 10°C，所述一個(gè)或多個(gè)空溫式換熱器和/或一個(gè)或多個(gè)水浴式換熱器的天然氣出口端被合流，通過管道(常溫低壓天然氣管道)輸送到常溫天然氣壓縮機(jī)進(jìn)行加壓，出口壓力彡0.8MPa.G，例如0.8 1.5MPa.G，優(yōu)選1.(Tl.2MPa.G，最后通過常溫高壓天然氣管道輸送站外或下一處理工藝裝置。在包括水浴式換 熱器的實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，常溫天然氣壓縮機(jī)具有用于冷卻常溫天然氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱量的水冷式冷卻裝置(例如換熱管道、換熱器)(其中水在其中循環(huán))，該冷卻裝置的循環(huán)水出口端通過管道與水浴式換熱器的循環(huán)水進(jìn)口連接，水浴式換熱器的循環(huán)水出口通過管道經(jīng)由循環(huán)水泵與常溫天然氣壓縮機(jī)的冷卻裝置的循環(huán)水入口端連接。通過這樣的設(shè)計(jì)，常溫天然氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱量隨著循環(huán)水通過管道輸送到水浴式加熱器，并與低溫天然氣進(jìn)行換熱，循環(huán)水再返回循環(huán)水泵加壓繼續(xù)循環(huán)到常溫天然氣壓縮機(jī)的冷卻裝置的循環(huán)水入口端。在本申請(qǐng)中，“入口”與“進(jìn)口 ”具有相同意義。優(yōu)選的是，在水浴式換熱器的循環(huán)水出口與循環(huán)水泵之間設(shè)置涼水塔，其用于在檢測(cè)到通過水浴式加熱器之后的水溫高于允許值(用于冷卻常溫天然氣壓縮機(jī)的水溫允許值，例如32°C)時(shí)進(jìn)一步冷卻循環(huán)水。優(yōu)選的是，在常溫天然氣壓縮機(jī)的冷卻裝置的循環(huán)水出口端與水浴式換熱器的循環(huán)水進(jìn)口之間設(shè)置水加熱器，用于在循環(huán)水溫度低于允許值(用于在水浴式加熱器中加熱天然氣的水溫允許值，例如5°C)時(shí)對(duì)溫度過低的循環(huán)水(例如在冬季運(yùn)行時(shí))進(jìn)行加熱，保證進(jìn)入水浴式加熱器中之前水溫達(dá)到要求。在本申請(qǐng)中KPa.G和MPa.G是指表壓。循環(huán)水進(jìn)入、流出水浴式換熱器的溫度、流量依進(jìn)入換熱器的天然氣的工況、換熱器的大小、結(jié)構(gòu)，及常溫天然氣壓縮機(jī)的工況等因素計(jì)算，因此，沒有特別限制。本實(shí)用新型提供的低溫天然氣回收處理裝置可適用于LNG接收站或LNG液化工廠。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):1、低溫天然氣回收處理裝置對(duì)氣體組成、流量、壓力變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性。2、充分利用空氣或壓縮機(jī)的熱能，正常生產(chǎn)不需要額外提供熱量。3、采用國(guó)產(chǎn)常溫天然氣壓縮機(jī)替代進(jìn)口昂貴的低溫天然氣壓縮機(jī)，節(jié)約工程的一次投資費(fèi)用，同時(shí)也縮短壓縮機(jī)的生產(chǎn)周期。4、不需額外新增加設(shè)備，可以避免不必要的一次投資及運(yùn)行能耗。

圖1是低溫天然氣回收處理工藝裝置具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型提供的低溫天然氣回收處理裝置包括:換熱器(水浴式換熱器10和空溫式換熱器20)，其天然氣進(jìn)口端與低溫天然氣管道A相連接，和常溫天然氣壓縮機(jī)30，其天然氣進(jìn)口端通過管道B (常溫低壓天然氣管道)與所述換熱器10或20的天然氣出口 端連接，其天然氣出口端與常溫高壓天然氣管道C連接。其中，對(duì)于常溫天然氣壓縮機(jī)30，例如可使用四川金星壓縮機(jī)制造有限公司制造的商品名為M-61/16型和DW-8/0.18-4型的天然氣壓縮機(jī)。所述換熱器包括并聯(lián)的一個(gè)空溫式換熱器20和一個(gè)水浴式換熱器10，其中低溫天然氣管道分成兩個(gè)支管，分別與所述一個(gè)空溫式換熱器20和一個(gè)水浴式換熱器10的天然氣進(jìn)口端連接，所述一個(gè)空溫式換熱器20和一個(gè)水浴式換熱器10的這些天然氣出口端在合流后與常溫天然氣壓縮機(jī)30的天然氣進(jìn)口端連接。在該實(shí)施方式中，低溫低壓的天然氣(溫度在_50°C _160°C之間，壓力IKPa *G 30KPa.G)通過低溫天然氣管道后分成兩個(gè)分支，分別進(jìn)入一個(gè)空溫式換熱器和一個(gè)水浴式換熱器中加熱，在所述空溫式換熱器20中加熱后氣體溫度>-15°C，例如-15、°C，例如_1(T-5°C，在所述水浴式加熱器10中加熱后氣體溫度彡5°C，例如5 15°C，再例如6 10°C，所述一個(gè)空溫式換熱器20和一個(gè)水浴式換熱器10的天然氣出口端被合流，通過管道(常溫低壓天然氣管道B)輸送到常溫天然氣壓縮機(jī)30進(jìn)行加壓，出口壓力> 0.8MPa -G,例如0.8^1.5MPa.G，優(yōu)選1.(Tl.2MPa.G，最后通過常溫高壓天然氣管道輸送站外或下一處理工藝裝置。常溫天然氣壓縮機(jī)具有用于冷卻常溫天然氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱量的水冷式冷卻裝置(例如換熱管道、換熱器)(其中水在該冷卻裝置中循環(huán))，該冷卻裝置的循環(huán)水出口端通過循環(huán)管道D與水浴式換熱器10的循環(huán)水進(jìn)口連接，水浴式換熱器10的循環(huán)水出口通過循環(huán)管道D經(jīng)由循環(huán)水泵50與常溫天然氣壓縮機(jī)30的冷卻裝置的循環(huán)水進(jìn)口(或入口)端連接。通過這樣的設(shè)計(jì)，常溫天然氣壓縮機(jī)30產(chǎn)生的熱量隨著水通過管道被輸送到水浴式加熱器10，并與低溫天然氣進(jìn)行換熱，循環(huán)水再返回循環(huán)水泵50加壓繼續(xù)循環(huán)到常溫天然氣壓縮機(jī)30的冷卻裝置的循環(huán)水進(jìn)口(或入口)端。在水浴式換熱器10的循環(huán)水出口與循環(huán)水泵50之間設(shè)置涼水塔40，其用于在檢測(cè)到通過水浴式加熱器之后的水溫高于允許值(用于冷卻常溫天然氣壓縮機(jī)的水溫允許值，例如32°C)時(shí)進(jìn)一步冷卻循環(huán)水。在常溫天然氣壓縮機(jī)30的冷卻裝置的循環(huán)水出口端與水浴式換熱器10的循環(huán)水進(jìn)口之間設(shè)置水加熱器60，用于在循環(huán)水溫度低于允許值(用于在水浴式加熱器中加熱天然氣的允許值，例如5°C)時(shí)對(duì)溫度過低的循環(huán)水(例如在冬季運(yùn)行時(shí))進(jìn)行加熱，保證進(jìn)入水浴式加熱器之前水溫達(dá)到要求。然而，所述換熱器不限于包括并聯(lián)的一個(gè)空溫式換熱器20和一個(gè)水浴式換熱器10，可以包括所述換熱器包括并聯(lián)的多個(gè)(例如2個(gè)或2個(gè)以上)空溫式換熱器20和多個(gè)(例如2個(gè)或2個(gè)以上)水浴式換熱器10，也可以包括并聯(lián)的多個(gè)(例如2個(gè)或2個(gè)以上)空溫式換熱器20和一個(gè)水浴式換熱器10，還可以包括并聯(lián)的一個(gè)空溫式換熱器20和多個(gè)(例如2個(gè)或2個(gè)以上)水浴式換熱器10。圖1示出了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。然而，在一個(gè)實(shí)施方式中，低溫天然氣回收處理裝置包括:空溫式換熱器20，其天然氣進(jìn)口端與低溫天然氣管道A相連接，和常溫天然氣壓縮機(jī)30，其天然氣進(jìn)口端通過管道B (常溫低壓天然氣管道)與所述換熱器10或20的天然氣出口端連接，其天然氣出口端與常溫高壓天然氣管道C連接。所述空溫式換熱器20優(yōu)選為翅片式結(jié)構(gòu)的空溫式換熱器。在該實(shí)施方式中，低溫低壓的天然氣(溫度在_50°C _160°C之間，壓力IKPa *G 30KPa *G)通過低溫天然氣管道A進(jìn)入到空溫式換熱器20，通過吸收空氣中的熱量來加熱低溫天然氣。低溫低壓天然氣經(jīng)過空`溫式加熱器20加熱后氣體溫度> _15°C，例如-15、°C，例如-10 -5°C。加熱后的氣體再通過管道(常溫低壓天然氣管道B)輸送到常溫天然氣壓縮機(jī)30進(jìn)行加壓，出口壓力彡0.8MPa.G，例如0.8 1.5MPa.G，優(yōu)選1.(Tl.2MPa.G，最后通過常溫高壓天然氣管道C輸送站外或下一處理工藝裝置。在另一個(gè)實(shí)施方式中，低溫天然氣回收處理裝置包括:水浴式換熱器10，其天然氣進(jìn)口端與低溫天然氣管道A相連接，和常溫天然氣壓縮機(jī)30，其天然氣進(jìn)口端通過管道B (常溫低壓天然氣管道)與所述換熱器10或20的天然氣出口端連接，其天然氣出口端與常溫高壓天然氣管道C連接。水浴式換熱器10可以為管殼式或繞管式結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施方式中，低溫低壓的天然氣(溫度在_50°C _160°C之間，壓力IKPa *G 30KPa-G)通過低溫天然氣管道A到水浴式換熱器10中加熱，加熱后氣體溫度> 5°C，例如5 15°C，再例如6 10°C，再通過管道(常溫低壓天然氣管道B)輸送到常溫天然氣壓縮機(jī)30進(jìn)行加壓，出口壓力彡0.8MPa.G，例如0.8 1.5MPa.G，優(yōu)選1.(Tl.2MPa.G，最后通過常溫高壓天然氣管道C輸送站外或下一處理工藝裝置。在上述另一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，常溫天然氣壓縮機(jī)具有用于冷卻常溫天然氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱量的冷卻裝置(例如換熱管道、換熱器)(其中水在該冷卻裝置中循環(huán))，該冷卻裝置的循環(huán)水出口端通過循環(huán)管道D與水浴式換熱器10的循環(huán)水進(jìn)口連接，水浴式換熱器10的循環(huán)水出口通過循環(huán)管道D經(jīng)由循環(huán)水泵50與常溫天然氣壓縮機(jī)30的冷卻裝置的循環(huán)水進(jìn)口(或入口)端連接。通過這樣的設(shè)計(jì)，常溫天然氣壓縮機(jī)30產(chǎn)生的熱量隨著水通過管道被輸送到水浴式加熱器10，并與低溫天然氣進(jìn)行換熱，循環(huán)水再返回循環(huán)水泵50加壓繼續(xù)循環(huán)到常溫天然氣壓縮機(jī)30的冷卻裝置的循環(huán)水進(jìn)口(或入口)端。另外，優(yōu)選的是，在水浴式換熱器10的循環(huán)水出口與循環(huán)水泵50之間設(shè)置涼水塔40，其用于在檢測(cè)到通過水浴式加熱器之后的水溫高于允許值(用于冷卻常溫天然氣壓縮機(jī)的溫度允許值，例如32°C)時(shí)進(jìn)一步冷卻循環(huán)水。另外，優(yōu)選的是，在常溫天然氣壓縮機(jī)30的冷卻裝置的循環(huán)水出口端與水浴式換熱器10的循環(huán)水進(jìn)口之間設(shè)置水加熱器60，用于在循環(huán)水溫度低于允許值(用于在水浴式加熱器中加熱天然氣的允許值，例如5°C )時(shí)對(duì)溫度過低的循環(huán)水(例如在冬季運(yùn)行時(shí))進(jìn)行加熱，保證進(jìn)入水浴式加熱器之前水溫達(dá)到要求。
權(quán)利要求1.種低溫天然氣回收處理裝置，其特征在于，該裝置包括: 換熱器，其天然氣進(jìn)口端與低溫天然氣管道相連接，和 常溫天然氣壓縮機(jī)，其天然氣進(jìn)口端通過管道與所述換熱器的天然氣出口端連接，其天然氣出口端與常溫高壓天然氣管道連接。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫天然氣回收處理裝置，其特征在于，所述換熱器是空溫式換熱器。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫天然氣回收處理裝置，其特征在于，所述換熱器是水浴式換熱器。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫天然氣回收處理裝置，其特征在于，所述換熱器包括并聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)空溫式換熱器和/或一個(gè)或多個(gè)水浴式換熱器，其中低溫天然氣管道分成多個(gè)支管，分別與所述一個(gè)或多個(gè)空溫式換熱器和/或一個(gè)或多個(gè)水浴式換熱器的天然氣進(jìn)口端連接，所述一個(gè)或多個(gè)空溫式換熱器和/或一個(gè)或多個(gè)水浴式換熱器的這些天然氣出口端在合流后與常溫天然氣壓縮機(jī)的天然氣進(jìn)口端連接。
5.據(jù)權(quán)利要求3或4所述的低溫天然氣回收處理裝置，其特征在于，常溫天然氣壓縮機(jī)具有用于冷卻常溫天然氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱量的水冷式冷卻裝置，該冷卻裝置的循環(huán)水出口端通過管道與水浴式換熱器的循環(huán)水進(jìn)口連接，水浴式換熱器的循環(huán)水出口通過管道經(jīng)由循環(huán)水泵與常溫天然氣壓縮機(jī)的冷卻裝置的循環(huán)水入口端連接。
6.據(jù)權(quán)利要求5所述的低溫天然氣回收處理裝置，其特征在于在水浴式換熱器的循環(huán)水出口與循環(huán)水泵之間，設(shè)置用于在檢測(cè)到通過水浴式加熱器之后的水溫高于允許值時(shí)進(jìn)一步冷卻循環(huán)水的涼水塔。
7.據(jù)權(quán)利要求5所述的低溫天然氣回收處理裝置，其特征在于在常溫天然氣壓縮機(jī)的冷卻裝置的循環(huán)水出口端與水浴式換熱器的循環(huán)水進(jìn)口之間，設(shè)置用于在循環(huán)水溫度低于允許值時(shí)對(duì)溫度過低的水進(jìn)行加熱的水加熱器。
8.據(jù)權(quán)利要求6所述的低溫天然氣回收處理裝置，其特征在于，在常溫天然氣壓縮機(jī)的冷卻裝置的循環(huán)水出口端與水浴式換熱器的循環(huán)水進(jìn)口之間，設(shè)置用于在循環(huán)水溫度低于允許值時(shí)對(duì)溫度過低的水進(jìn)行加熱的水加熱器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種低溫天然氣回收處理裝置，其特征在于，該裝置包括換熱器，其天然氣進(jìn)口端與低溫天然氣管道相連接，和常溫天然氣壓縮機(jī)，其天然氣進(jìn)口端通過管道與所述換熱器的天然氣出口端連接，其天然氣出口端與常溫高壓天然氣管道連接。本實(shí)用新型裝置可適用于LNG接收站或LNG液化工廠。本實(shí)用新型的低溫天然氣回收處理裝置對(duì)氣體組成、流量、壓力變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性；操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便；可采用國(guó)產(chǎn)常溫天然氣壓縮機(jī)替代進(jìn)口昂貴的低溫天然氣壓縮機(jī)，節(jié)約工程的投資費(fèi)用。
文檔編號(hào)F17D1/04GK202927488SQ20122068823
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者喻維, 夏修慶, 楊萍, 劉麗梅, 劉力賓, 李云, 陳建龍, 劉明武, 丁曉玲, 李連成, 何亞麗 申請(qǐng)人:新地能源工程技術(shù)有限公司