一种低温液化气冷量回收系统的制作方法

本技术涉及冷量回收利用技术，尤其是一种低温液化气冷量回收系统。

背景技术：

1、液氮、液氩、lng等低温气体，在充装气时，必须通过空气换热器吸热升温，达到常温状态才能进行充装或引入气体管道供给用户端使用。液氩的沸点为-185.7℃,液氮的沸点为-195.8℃，在具有一定生产规模的气站，这些液态气体汽化成气态产生的冷量相当可观。0.8mpa，850kg/h的液氮气化到10℃时，可利用100.55kw冷量。

2、不少低温气体充装站现有状况是经气化器气化后供应，由于低温液态的氮气、氩气等在经过气化器气化过程中会吸收热量，因而使气化器周围空气中的水蒸汽凝结，导致气化器上结上厚厚的一层霜/冰，汽化器外部结霜，又阻碍了空气换热，换热效率随之降低。这就需要人工清理,也就增加了成本和产品的脆性。如果把这些浪费了液体气化的冷量，用于花费电力制冷来改善生产车间或办公室环境的场所，对于企业节能减排，降低成本都具有重大意义。

3、公开技术中也有冷量回收利用的装置，如专利公告号为cn218001902u，一种低温液体气化冷量回收利用装置，包括低温储罐、空浴式气化器、水浴式气化器、第一可调阀组、第二可调阀组、控制系统控制柜与冷却水循环系统，冷却水循环系统包括依次连接的水槽、进水管、工艺设备、出水管与水槽，控制系统控制柜通过第一可调阀组、第二可调阀组来调节空浴式气化器、水浴式气化器的流量。由于这种装置是一种采用简单的盘管式水浴汽化器进行冷量交换，其回收效率很低，安全性也不够高。因为串联的换热器，往往因为进气端温度较低，换热器外表面迅速结冰，而出气端又不能充分换热，部分气体液态状态回到空气汽化器，从而降低了换热效率，造成冷量回收不充分。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种低温液化气冷量回收系统，它以水为交换储能介质，对低温气体气化过程的冷量进行全程回收利用，换热器分布均匀，交换面积大，介质循环流体阻力小，具有不易结垢、换热效率高，冷量回收彻底等特点。

2、本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种低温液化气冷量回收系统，包括低温液化气站，其特征是低温液化气站通过第一阀门之后分两路输出，一路通过第二阀门经散热管连接至用户供气端，另一路经第三阀门连接至冷量回收装置，经换热后的液化气通过第五阀门接至散热管；所述冷量回收装置内设有伞形均温散热器；所述冷量回收装置的顶部设有水流注入口，冷量回收装置的底部设有冷水出水口；冷水出水口经变频水泵、温控阀门分两路输出，一路接至水流注入口，另一路接至保温储水站。

3、前述的低温液化气冷量回收系统中，作为优选，所述冷量回收装置包括圆柱体容纳空间的筒体，伞形均温散热器有若干排平行布置的伞片单元组成，每排伞片单元由一根换热管绕制而成，每排伞片单元的输入管统一接在主输入管上，每排伞片单元的出气管统一接在主出气管中。

4、前述的低温液化气冷量回收系统中，作为优选，所述每排伞片单元由一根换热管绕制而成，其伞片平面呈从中心向外散发的若干个瓣形环结构。

5、前述的低温液化气冷量回收系统中，作为优选，所述主输入管设置在冷量回收装置下端，主输入管通过分液器分配给每排伞片单元；所述主出气管设置在冷量回收装置的顶端，每排伞片单元通过集气器汇总输出。

6、前述的低温液化气冷量回收系统中，作为优选，所述保温储水站输出管接至水冷使用场所，经换热后再回接至水流注入口形成循环水路。

7、前述的低温液化气冷量回收系统中，作为优选，所述冷量回收装置的水流注入口设有喷淋装置。

8、前述的低温液化气冷量回收系统中，作为优选，所述冷量回收装置的冷水出水口经杂质滤芯再通过第六阀门接至变频水泵。

9、前述的低温液化气冷量回收系统中，作为优选，在冷量回收装置与保温储水站之间设有温度传感器，系统通过设置所述温度传感器的阈值，控制冷量回收装置介质的循环。

10、本技术方案作为一种冷量回收利用系统，以用户供气为主线，从低温液化气站至工厂水冷风机等水冷使用场所作为整个系统设计对象，把低温气体气化所释冷量充分收集并加以利用。从低温液化气站输出保留常规路线，即通过第一阀门后连接分支阀门经散热管至用户供气端，而另一路经另一分支阀门连接至冷量回收装置进行冷能转换，经换热后的氮气重新接至散热管至用户供气端。

11、本系统中的冷量回收装置内根据低温气体气化的特性设计一种并联布置的伞形均温散热器，散热器由若干个伞片单元组成，每个伞片单元其平面呈从中心向外散发的多个瓣形环构成的如盛开花朵形状，瓣形环组数越多，换热长度越长、面积越大，则换热效率越高，冷量回收越彻底。冷量回收装置最下端设有分液器，液氮等低温液化气同时进入不同的伞片单元中进行热量交换，每部分伞片单元经过气化后的氮气通过集气器同时离开冷量回收装置。伞形均温散热器结构设计，使得在有限的空间内增加了换热面积，多层伞片单元叠加，更能高效地与水进行热量交换，提高换热效率。

12、本装置中，伞形均温散热器具有钉头式翅片管，表面布有悬臂结构钉头。钉头式翅片管可以充分与喷淋的水流接触，不会阻碍水流，形成积水结冰，导致散热失效。

13、进一步，悬臂结构钉头，如滴形钉头管等，可以收到强化传热和降低流阻的双重效果。由于悬臂结构钉头的针肋部位是一种悬臂结构，在气流的冲击作用下，针肋部位产生振荡，使杂质难以积结；加上喷淋水的激烈冲刷，使钉头换热元件传热效率大大提高，并具有较强的自清灰能力。

14、本系统在冷量回收装置与保温储水站之间设有温度传感器，系统通过设置该温度传感器的阈值来控制冷量回收装置介质的循环。传感器感知介质温度在所设温度范围时，进入保温储水罐的阀门打开，低温介质进入储水罐并保温；当介质温度高于阈值t时，通往储水罐的阀门关闭，介质重新回流到冷量回收装置顶部，通过喷淋继续与伞形均温散热器换热至所设温度。本系统不仅换热效率高，用户端介质温度稳定，同时，避免了冷量回收装置介质温度过低，出现管壁结冰现象，影响换热效率。

15、本系统通过变频器控制水的流量，若换热管壁温度降低到接近零度，就通过这一控制回路增加水的流量，从而使换热管壁温度上升，因为一定的液氮流量汽化吸收的热量是恒定的，根据能量守恒定律，增大水的流量，水的温差变化值减少，即水的温度降低的少，就可防止管壁结冰现象，而且调节了出水口温度，提高了液氮气化的效率。

16、本装置中储水站是用以储存来自冷量回收装置的低温介质-水，容量与终端用冷量相匹配。低温介质通过管道输送给水冷风机或其他用冷循环系统，源源不断地提供冷量，实现冷量再利用。

17、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：实现了对低温气体气化过程的冷量全过程回收利用，悬臂结构钉头、伞形均温散热器的设计，使换热器分布均匀且热交换面积大，介质循环流体阻力小，满足低温气体充装过程特性，不易结冰结垢，换热效率高，冷量回收比较彻底，节能减排，系统合理，降低水冷使用场所成本，具有实际应用价值。