一种利用余热锅炉烟气废热的LNG气化系统的制作方法

一种利用余热锅炉烟气废热的lng气化系统
技术领域
1.本发明属于能源利用技术领域，具体涉及一种利用余热锅炉烟气废热的lng气化系统。


背景技术：

2.lng是天然气经过脱水脱硫处理，通过低温工艺冷冻液化形成的低温液体混合物，温度为-162℃左右。lng供应站在向用户供应天然气之前，需要先将低温液态的lng通过lng气化器气化为天然气。lng气化器的典型形式有浸没燃烧式气化器、整体式气化器、水浴式气化器等，其中，浸没燃烧式气化器和整体式气化器均是以天然气为燃料，将天然气燃烧过程释放的热能用于lng气化；而水浴式气化器的热源为循环热水、电或蒸汽提供热量。因此，lng在典型的气化过程中需要消耗大量的化石能源。
3.燃气-蒸汽联合循环机组的主要设备由燃气轮机、余热锅炉、汽轮机组成，其主要的热功转换过程为：天然气和空气在燃气轮机中燃烧并进行热功转换后形成高温烟气排入余热锅炉，水在余热锅炉中吸收烟气热量产生蒸汽后进入汽轮机做功，烟气流出余热锅炉并经过烟囱后排入大气。目前，大型燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉的排烟温度普遍在80℃以上，排烟流量超过2000t/h(f级以上等级的燃气-蒸汽联合循环机组)，余热锅炉的排烟废热利用潜力巨大。
4.燃气-蒸汽联合循环机组是天然气的消耗大户。但目前尚没有一种设计合理，既能利用余热锅炉烟气废热，又能减少lng气化过程中化石能源消耗的节能系统。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供了一种利用余热锅炉烟气废热的lng气化系统，该系统设计合理，既可利用余热锅炉烟气废热，又能减少lng气化过程中化石能源的消耗。
6.本发明采用如下技术方案来实现的：
7.一种利用余热锅炉烟气废热的lng气化系统，其特征在于，包括：蒸发器、省煤器、余热利用换热器、烟囱、余热锅炉烟道，水泵、水储罐、第一换热器、冷媒泵、冷媒储罐、第二换热器、lng储罐、lng气化器和辅热器；
8.来自燃气轮机排气的烟气进入余热锅炉烟道，并依次经过蒸发器、省煤器和余热利用换热器降温后从烟囱排入大气；
9.水从水储罐中流入水泵，升压后进入第一换热器降温后，流入余热利用换热器吸热升温后流入水储罐；
10.冷媒工质从冷媒储罐从经过冷媒泵升压后，进入第一换热器升温，随后进入第二换热器与lng换热；
11.lng从lng储罐中流出后分为两路，一路进入lng气化器，另一路进入第二换热器升温气化，两路气化后的lng混合后进入辅热器并调整lng温度至系统需要的温度。
12.本发明进一步的改进在于，水在第一换热器和余热利用换热器中的流量通过第一调节阀调节。
13.本发明进一步的改进在于，第一调节阀能够保证余热利用换热器的管壁温度不低于烟气的酸露点。
14.本发明进一步的改进在于，水在水储罐、水泵、第一换热器和余热利用换热器之间形成水循环。
15.本发明进一步的改进在于，冷媒工质在第二换热器和第一换热器中的流量通过第二调节阀调节。
16.本发明进一步的改进在于，冷媒工质在冷媒储罐、冷媒泵、第一换热器和第二换热器之间形成冷媒循环。
17.本发明进一步的改进在于，冷媒工质选择轻烃类混合物。
18.本发明进一步的改进在于，lng经过第三调节阀后进入lng气化器。
19.本发明进一步的改进在于，lng经过第四调节阀后进入第二换热器升温气化。
20.本发明进一步的改进在于，lng气化器为浸没燃烧式气化器、整体式气化器或水浴式气化器。
21.本发明至少具有如下有益的技术效果：
22.本发明将原本直接排向大气的余热锅炉烟气热量引入lng气化过程，达到余热锅炉高温排气废热利用，替代lng气化过程的能源消耗，减少lng气化过程中化石能源消耗的节能效果。本发明可回收余热锅炉排烟废热，回收的能量用于替代lng气化过程的化石能源消耗，起到节能减排的有益效果。
附图说明
23.图1是本发明所述利用余热锅炉烟气废热的lng气化系统的原理示意图。
24.附图标记说明：
25.1为蒸发器、2为省煤器、3为余热利用换热器、4为烟囱、5为余热锅炉烟道，6为水泵、7为水储罐、8为第一换热器、9为冷媒泵、10为冷媒储罐、11为第二换热器、12为lng储罐、13为lng气化器、14为辅热器、101为第一调节阀、102为第二调节阀、103为第三调节阀、104为第四调节阀。
具体实施方式
26.下面将结合附图及实施例对本发明作详细的介绍：
27.如图1所示，本发明提供的一种利用余热锅炉烟气废热的lng气化系统，包括：蒸发器1、省煤器2、余热利用换热器3、烟囱4、余热锅炉烟道5，水泵6、水储罐7、第一换热器8、冷媒泵9、冷媒储罐10、第二换热器11、lng储罐12、lng气化器13、辅热器14、第一调节阀101、第二调节阀102、第三调节阀103和第四调节阀104。
28.其中，来自燃气轮机排气的烟气进入余热锅炉烟道5，并依次经过蒸发器1、省煤器2和余热利用换热器3降温后从烟囱4排入大气。
29.水从水储罐7中流入水泵6，升压后进入第一换热器8降温后，流入余热利用换热器3吸热升温后流入水储罐7，水在第一换热器8和余热利用换热器3中的流量可由第一调节阀
101调节并保证余热利用换热器3的管壁温度不低于烟气的酸露点；水在水储罐7、水泵6、第一换热器8和余热利用换热器3之间形成水循环。
30.冷媒工质从冷媒储罐10从经过冷媒泵9升压后，进入第一换热器8升温，随后进入第二换热器11与lng换热。冷媒工质在第二换热器11和第一换热器8中的流量可由第二调节阀102调节，并在冷媒储罐10、冷媒泵9、第一换热器8和第二换热器11之间形成冷媒循环。冷媒工质可以选择轻烃类混合物(列如丙烷(c3h8)和丁烷(c4h10)的混合物)或其他技术上适用的工质。
31.lng从lng储罐12中流出后分为两路，一路经过第三调节阀103后进入常规的lng气化器13(典型形式有浸没燃烧式气化器、整体式气化器、水浴式气化器)升温气化，另一路经过第四调节阀104后进入第二换热器11升温气化，两路气化后的lng混合后进入辅热器17并调整lng温度至系统需要的温度。
32.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
33.以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。


技术特征：
1.一种利用余热锅炉烟气废热的lng气化系统，其特征在于，包括：蒸发器、省煤器、余热利用换热器、烟囱、余热锅炉烟道，水泵、水储罐、第一换热器、冷媒泵、冷媒储罐、第二换热器、lng储罐、lng气化器和辅热器；来自燃气轮机排气的烟气进入余热锅炉烟道，并依次经过蒸发器、省煤器和余热利用换热器降温后从烟囱排入大气；水从水储罐中流入水泵，升压后进入第一换热器降温后，流入余热利用换热器吸热升温后流入水储罐；冷媒工质从冷媒储罐从经过冷媒泵升压后，进入第一换热器升温，随后进入第二换热器与lng换热；lng从lng储罐中流出后分为两路，一路进入lng气化器，另一路进入第二换热器升温气化，两路气化后的lng混合后进入辅热器并调整lng温度至系统需要的温度。2.根据权利要求1所述的一种利用余热锅炉烟气废热的lng气化系统，其特征在于，水在第一换热器和余热利用换热器中的流量通过第一调节阀调节。3.根据权利要求2所述的一种利用余热锅炉烟气废热的lng气化系统，其特征在于，第一调节阀能够保证余热利用换热器的管壁温度不低于烟气的酸露点。4.根据权利要求1所述的一种利用余热锅炉烟气废热的lng气化系统，其特征在于，水在水储罐、水泵、第一换热器和余热利用换热器之间形成水循环。5.根据权利要求1所述的一种利用余热锅炉烟气废热的lng气化系统，其特征在于，冷媒工质在第二换热器和第一换热器中的流量通过第二调节阀调节。6.根据权利要求1所述的一种利用余热锅炉烟气废热的lng气化系统，其特征在于，冷媒工质在冷媒储罐、冷媒泵、第一换热器和第二换热器之间形成冷媒循环。7.根据权利要求1所述的一种利用余热锅炉烟气废热的lng气化系统，其特征在于，冷媒工质选择轻烃类混合物。8.根据权利要求1所述的一种利用余热锅炉烟气废热的lng气化系统，其特征在于，lng经过第三调节阀后进入lng气化器。9.根据权利要求1所述的一种利用余热锅炉烟气废热的lng气化系统，其特征在于，lng经过第四调节阀后进入第二换热器升温气化。10.根据权利要求1所述的一种利用余热锅炉烟气废热的lng气化系统，其特征在于，lng气化器为浸没燃烧式气化器、整体式气化器或水浴式气化器。

技术总结
本发明公开了一种利用余热锅炉烟气废热的LNG气化系统，来自燃气轮机排气的烟气进入余热锅炉烟道，并依次经过蒸发器、省煤器和余热利用换热器降温后从烟囱排入大气；水从水储罐中流入水泵，升压后进入第一换热器降温后，流入余热利用换热器吸热升温后流入水储罐；冷媒工质从冷媒储罐从经过冷媒泵升压后，进入第一换热器升温，随后进入第二换热器与LNG换热；LNG从LNG储罐中流出后分为两路，一路进入LNG气化器，另一路进入第二换热器升温气化，两路气化后的LNG混合后进入辅热器并调整LNG温度至系统需要的温度。本发明将原本直接排向大气的余热锅炉烟气热量引入LNG气化过程，达到余热锅炉高温排气废热利用。热锅炉高温排气废热利用。热锅炉高温排气废热利用。


技术研发人员：肖俊峰 胡孟起 高松 夏林 连小龙 王一丰 姜世杰 卫星光 田新平
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：2023.07.26
技术公布日：2023/10/7