移動(dòng)能源站及其能量利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地下氣化技術(shù)領(lǐng)域，更具體而言，涉及移動(dòng)能源站及其能量利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)能源是以可移動(dòng)的分布式發(fā)電技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)和儲(chǔ)能、控制、信息通信等技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)能源的可移動(dòng)、全天候、高效率供應(yīng)，移動(dòng)能源是能源利用方式的一場(chǎng)革命，因?yàn)樗嵏擦藗鹘y(tǒng)能源的生產(chǎn)和消費(fèi)方式，實(shí)現(xiàn)了能源的無(wú)處不在。
[0003]對(duì)于一些野外作業(yè)的工程項(xiàng)目，好多情況下沒(méi)有電源可以直接使用，需要自行發(fā)電，這樣就引入了 LNG(液化天然氣)這種低能耗、低污染的發(fā)電技術(shù)。LNG移動(dòng)能源站通常工藝是LNG儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG，經(jīng)過(guò)氣化器氣化以后進(jìn)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生的電量供給如電機(jī)等其它用電設(shè)備，以解決沒(méi)有電源的野外作業(yè)用電要求。
[0004]通常情況下，從儲(chǔ)罐出來(lái)的LNG溫度一般在_150°C以下，而通過(guò)氣化器氣化后的氣體接近為常溫，LNG氣化的這部分冷能一般都沒(méi)有回收。而有時(shí)還因?yàn)闅饣Ч缓糜绊懓l(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要另外設(shè)置加熱系統(tǒng)來(lái)保證LNG能夠完全氣化和入發(fā)電機(jī)的氣體滿足溫度要求。既浪費(fèi)了冷能的回收又增加了熱能的投入。另外，通過(guò)天然氣發(fā)電機(jī)發(fā)電會(huì)因天然氣的燃燒釋放出大量的熱，為了保證發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還需要設(shè)置專門的冷卻系統(tǒng)如風(fēng)冷或水冷等對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行降溫處理，給發(fā)電機(jī)另外設(shè)置冷卻降溫設(shè)施不但增加能耗還增加了移動(dòng)能源站的體積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了移動(dòng)能源站及其能量利用方法，以至少實(shí)現(xiàn)對(duì)LNG氣化釋放的冷能和發(fā)電機(jī)發(fā)電釋放的熱能進(jìn)行能量回收重復(fù)利用。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種移動(dòng)能源站，包括LNG氣化器、發(fā)電機(jī)以及氣化器加熱液浴箱，LNG氣化器通過(guò)氣體排出管與發(fā)電機(jī)連接，并且LNG氣化器至少部分地浸沒(méi)在容納有冷卻液的氣化器加熱液浴箱中，其中，還包括:第一冷卻液管道和第二冷卻液管道，均連接至氣化器加熱液浴箱與發(fā)電機(jī)以在二者之間形成冷卻液循環(huán)回路。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，發(fā)電機(jī)還連接有高溫?zé)煔馀懦龉艿?，高溫?zé)煔馀懦龉艿赖娜肟谂c發(fā)電機(jī)連接并且出口為自由端。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，高溫?zé)煔馀懦龉艿赖墓荏w至少部分地浸沒(méi)在氣化器加熱液浴箱內(nèi)的冷卻液中。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，高溫?zé)煔馀懦龉艿赖淖杂啥诉B接至設(shè)置在氣化器加熱液浴箱外部的加熱器。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，氣體排出管的至少一部分管體與高溫?zé)煔馀懦龉艿罒嵋?guī)A
柄口 O
[0011 ]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，發(fā)電機(jī)還連接有用于向發(fā)電機(jī)中輸送氣體的氣體輸送管，氣體輸送管的至少一部分管體與高溫?zé)煔馀懦龉艿罒狁詈稀?br>[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，LNG氣化器還設(shè)置有LNG輸入口，LNG輸入口通過(guò)LNG輸入管與LNG儲(chǔ)罐相連。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，LNG儲(chǔ)罐、LNG氣化器、氣化器加熱液浴箱以及發(fā)電機(jī)之間均通過(guò)法蘭和/或快速接頭連接。
[00?4]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，LNG儲(chǔ)罐、LNG氣化器、氣化器加熱液浴箱以及發(fā)電機(jī)設(shè)置在至少一個(gè)撬裝塊上。
[0015]本發(fā)明的另一個(gè)方面還提供了一種用于移動(dòng)能源站的能量利用方法，包括:
[0016]步驟1:利用至少部分地浸沒(méi)在容納有冷卻液的氣化器加熱液浴箱的LNG氣化器對(duì)LNG進(jìn)行加熱氣化以產(chǎn)生甲烷氣體，并將甲烷氣體供給至發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，其中，在執(zhí)行步驟I的過(guò)程中包括:
[0017]步驟2:將發(fā)電產(chǎn)生的升溫的冷卻液輸送至氣化器加熱液浴箱以對(duì)LNG進(jìn)行加熱，且在冷卻液降溫后利用降溫的冷卻液冷卻發(fā)電機(jī)并重復(fù)步驟2。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括:利用發(fā)電機(jī)排出的高溫?zé)煔鈱?duì)氣化器加熱液浴箱中的冷卻液進(jìn)行加熱。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括:將發(fā)電機(jī)排出的高溫?zé)煔廨斔椭镣獠考訜崞鳎岳猛獠考訜崞鲗?duì)氣化器加熱液浴箱進(jìn)行加熱。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括:利用發(fā)電機(jī)排出的高溫?zé)煔鈱?duì)甲烷氣體進(jìn)行加熱。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括:向發(fā)電機(jī)中通入空氣或氧氣；以及利用發(fā)電機(jī)排出的高溫?zé)煔鈱?duì)空氣或氧氣進(jìn)行加熱。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在步驟I之前還包括:由LNG儲(chǔ)罐向LNG氣化器中通入LNG0
[0023]本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于:
[0024]在本發(fā)明的移動(dòng)能源站及其能量利用方法中，通過(guò)設(shè)置第一冷卻液管道和第二冷卻液管道并將二者均連接至氣化器加熱液浴箱與發(fā)電機(jī)，從而使得在氣化器加熱液浴箱與發(fā)電機(jī)之間形成冷卻液循環(huán)回路。在氣化器加熱液浴箱中的冷卻液在氣化LNG后溫度降低，被輸送至發(fā)電機(jī)為發(fā)電機(jī)降溫，同時(shí)通過(guò)冷卻液帶走發(fā)電機(jī)燃燒做功產(chǎn)生的熱量為L(zhǎng)NG氣化提供熱量，從而實(shí)現(xiàn)能量的回收利用，減少能量損耗。
【附圖說(shuō)明】
[0025]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中:
[0026]圖1是本發(fā)明移動(dòng)能源站一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明移動(dòng)能源站另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中高溫?zé)煔馀懦龉艿赖墓荏w至少部分地浸沒(méi)在氣化器加熱液浴箱內(nèi)的冷卻液中；
[0028]圖3是本發(fā)明移動(dòng)能源站另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中高溫?zé)煔馀懦龉艿赖淖杂啥诉B接至設(shè)置在氣化器加熱液浴箱外部的加熱器；
[0029]圖4是本發(fā)明移動(dòng)能源站一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中氣體排出管的至少一部分管體與高溫?zé)煔馀懦龉艿罒狁詈希?br>[0030]圖5是本發(fā)明移動(dòng)能源站一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中氣體輸送管的至少一部分管體與高溫?zé)煔馀懦龉艿罒狁詈希?br>[0031]圖6是本發(fā)明移動(dòng)能源站另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中氣體輸送管和氣體排出管兩者的至少一部分管體與高溫?zé)煔馀懦龉艿罒狁詈希?br>[0032]圖7是圖1所示實(shí)施例的示意俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述。
[0034]圖1示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所述的一種移動(dòng)能源站，其包括LNG氣化器2、發(fā)電機(jī)4以及氣化器加熱液浴箱3，LNG氣化器2通過(guò)氣體排出管6與發(fā)電機(jī)4連接，并且LNG氣化器2至少部分地浸沒(méi)在容納有冷卻液的氣化器加熱液浴箱3中，其中，該移動(dòng)能源站還包括:第一冷卻液管道7和第二冷卻液管道8，均連接至氣化器加熱液浴箱3與發(fā)電機(jī)4以在二者之間形成冷卻液循環(huán)回路。
[0035]在此實(shí)施例中，第一冷卻液管道7和第二冷卻液管道8的兩端分別連接至氣化器加熱液浴箱3與發(fā)電機(jī)4，第一冷卻液管道7用于從氣化器加熱液浴箱3向發(fā)電機(jī)4輸送對(duì)LNG氣化器加熱后溫度降低的冷卻液，第二冷卻液管道8用于從發(fā)電機(jī)4向氣化器加熱液浴箱3輸送對(duì)發(fā)電機(jī)冷卻后溫度升高的冷卻液?？梢岳斫猓谝恍┣闆r下第一冷卻液管道7和第二冷卻液管道8的功能可以互換，本發(fā)明不局限于此。
[0036]上述移動(dòng)能源站采用LNG氣化的冷量為發(fā)電機(jī)降溫，同時(shí)利用發(fā)電機(jī)燃燒做功產(chǎn)生的熱量為L(zhǎng)NG氣化提供熱量，從而實(shí)現(xiàn)能量的回收利用，減少能量損耗。應(yīng)當(dāng)理解，在圖1所示實(shí)施例的過(guò)程中，氣化器加熱液浴箱3中的冷卻液作為傳熱介質(zhì)在氣化器加熱液浴箱
3、第一冷卻液管道7、發(fā)電機(jī)4以及第二冷卻液管道8之間逆時(shí)針循環(huán)流動(dòng)。
[0037]優(yōu)選地，循環(huán)的冷卻液對(duì)發(fā)電機(jī)4降溫后，從第二冷卻液管道8中輸出的冷卻液低于45 °C。在可選實(shí)施例中，LNG在LNG氣化器2中氣化后產(chǎn)生的甲烷氣體溫度在20-40 °C。
[0038]進(jìn)一步地，發(fā)電機(jī)4還可以連接有高溫?zé)煔馀懦龉艿?，高溫?zé)煔馀懦龉艿?的入口與發(fā)電機(jī)4連接并且出口為自由端。在發(fā)電機(jī)4發(fā)電的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生溫度較高的高溫?zé)煔?，而通常情況下這部分高溫?zé)煔馔瑯記](méi)有被有效利用。因此，本發(fā)明提供如下所述的實(shí)施方式從而對(duì)排出的高溫?zé)煔庖材軌蜻M(jìn)行有效利用。
[0039]在如圖2所示的實(shí)施例中，其與圖1所示的實(shí)施例的不同之處在于，高溫?zé)煔馀懦龉艿?的管體至少部分地浸沒(méi)在氣化器加熱液浴箱3內(nèi)的冷卻液中，從而利用高溫?zé)煔馀懦龉艿?中的高溫?zé)煔鈱?duì)氣化器加熱液浴箱3中的液體進(jìn)行加熱然后外排。
[0040]在如圖3所示的實(shí)施例中，其與前述實(shí)施例的不同之處在于，高溫?zé)煔馀懦龉艿?的自由端連接至設(shè)置在氣化器加熱液浴箱3外部的加熱器11，從而利用加熱器11為氣化器加熱液浴箱3的箱體進(jìn)行加熱。
[0041]在如圖2或3所示的優(yōu)選實(shí)施例中，經(jīng)過(guò)高溫?zé)煔馀懦龉艿?直接或間接加熱后的甲烷氣體溫度高于40°C。
[0042]在如圖4所示的實(shí)施例中，其與前述實(shí)施例的不同之處在于，氣體排出管6的至少一部分管體與高溫?zé)煔馀懦龉艿?熱耦合，從而利用高溫?zé)煔馀懦龉艿?中的高溫?zé)煔鈱?duì)氣體排出管6中的甲烷進(jìn)行加熱。優(yōu)選地，經(jīng)過(guò)高溫?zé)煔馀懦龉艿?預(yù)熱后的甲烷氣體溫度為120-200。。。
[0043]可以理解，此處所謂的熱耦合即指?jìng)鳠徇B接，其可以通過(guò)熱傳遞方式、熱對(duì)流或熱輻射方式，或者上述三種方式的任意組合方式來(lái)實(shí)現(xiàn)傳熱。換言之，氣體排出管6與高溫?zé)煔馀懦龉艿?之間可以通過(guò)直接接觸、間接接觸或其他可能的方式傳遞熱量，只需使得二者之間能夠進(jìn)行熱傳遞即可。
[0044]在如圖5所示的實(shí)施例中，其與前述實(shí)施例的不同之處在于，發(fā)電機(jī)4還連接有用于向發(fā)電機(jī)4中輸送氣體的氣體輸送管10，氣體輸送管10的至少一部分管體與高溫?zé)煔馀懦龉艿?熱耦合。可以理解，與前述實(shí)施例相似，氣體輸送管10與高溫?zé)煔馀懦龉艿?之間可以通過(guò)直接接觸、間接接觸或其他可能的方式傳遞熱量。此外，氣體輸送管10可以用于向發(fā)電機(jī)4中通入空氣、氧氣、富氧空氣中任一種或幾種。
[0045]優(yōu)選地，經(jīng)過(guò)高溫?zé)煔馀懦龉艿?預(yù)熱后的空氣或氧氣溫度為120-200°C。
[0046]如圖6所示，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，氣體排出管6和氣體輸送管10兩者的至少一部分管體均與高溫?zé)煔馀懦龉艿?熱耦合，從而利用高溫?zé)煔馀懦龉艿?中的高溫?zé)煔鈱?duì)氣體排出管6中的甲烷氣體和氣體輸送管10中的含氧氣體同時(shí)進(jìn)行加熱?？梢岳斫?，與前述實(shí)施例相似，氣體排出管6和氣體輸送管10與高溫?zé)煔馀?