LNG液化裝置是通過將常壓下氣態的天然氣冷卻至-162℃,使之凝結成液體。天然氣液化后可以大大節約儲運空間,而且具有熱值大、性能高、有利于城市負荷的平衡調節、有利于環境保護,減少城市污染等優點。
LNG液化裝置流程特點及比較分析:
(1)在低壓液化循環的流程中,氧氣和氮氣的液化是通過相變過程實現的,隨著被液化的氣體壓力的提高,其液化溫度也隨之提高,而液化段所需的冷量則逐漸減少。從而減少返流氣量,這樣就減少廠循環氮氣量。
(2)在液化循環流程中,采用低溫冰機作為補充換熱器中熱段的冷量手段,這樣可以縮小換熱器熱段溫差減少返流氣量,而減少循環氮氣量。如果在液化流程中不采用低溫冰機,則換熱器熱端溫差較大,造成的不可逆損失較大。從熱力學第二定律知道,制取一定的冷量所消耗的功與其品質有關,也就是與制取冷量的溫度有關。制取相同數量的冷量條件下,制冷溫度越高,所消耗的功也越少。因此在液化循環流程中,所需的冷量應盡量在較高的溫度下制取,高溫下的冷損,用高溫下的冷量加以補償,這樣就比較經濟。
(3)在中壓液化循環流程中由于被液化的氮氣是在超臨界的狀態下液化的,因而在其液化過程中不存在恒溫的冷凝過程,這樣就能使換熱器的低溫段溫差分布更合理,也就充分利用廠冷端膨脹機的冷量。這樣就能減少循環氣量,即降低能耗。
(4)LNG液化裝置的工作壓力通常在4.0~5.0MPa之間,因而對配套部機的要求比較高,對自動控制,調節保護等要求也較高。
(5)在中壓液化循環流程中可以提高冷端膨脹機的進口溫度,增加單位焓降,另外由于中壓流程膨脹機的膨脹比與低壓流程相比較小,所以其效率可以提高。這兩點均可以使循環氣量減少,從而降低能耗。中壓循環的主要特點在于氮氣是在超臨界壓力下液化的,這是其節能的重要因素。
(6)與低壓液化循環不同,中壓液化循環生產液氧時利用液氮來液化氧氣。這樣氧氣即使是低壓的也能液化。對中壓液化循環,不論是帶熱端膨脹還是采用冷凍機,其目的是補充氮換熱器高溫端的冷量。