一种LNG冷能梯级利用系统
技术领域
本实用新型涉及LNG冷能利用领域，尤其涉及一种LNG冷能梯级利用系统。
背景技术
随着环境问题的不断突出，我国能源消费结构也发生了相应变化。液化天然气(LNG) 因其清洁环保等优点已逐渐成为重要的战略储备能源。目前，中国已成为世界上最大的天然气进口国，其中进口LNG占到天然气供应总量的53％。2018年，中国LNG进口总量近5400 万吨，同比上涨41.2％，净进口增量为1600万吨，占到全球增量的59.26％，位居世界第一。未来，中国仍是LNG市场需求最强劲的国家，中国LNG进口能力预计在五年内翻番。
LNG是由低污染天然气经过脱酸、脱水处理，通过低温工艺冷冻液化而成的低温(－ 162℃)液体混合物，在LNG接收站，需将LNG通过气化器气化后使用，据测算，每吨LNG气化过程相当于释放830MJ至860MJ的冷能。目前，我国正大力发展节能减排，对LNG冷能进行回收利用，既降低LNG生产成本，又符合我国节能减排的政策，在化石能源逐渐减少而需求逐渐加大的今天具有重要意义。LNG冷能利用方式众多，有LNG冷能发电、制冰、制液态CO2和干冰、冷库和深冷粉碎等。
中国专利CN110513932A公开了一种LNG冷能制冰系统，该系统通过将与LNG换热后的载冷剂储存在载冷剂储罐，并调节LNG与载冷剂的流量来实现在气化量波动较大时，也能保持LNG冷能用于制冰系统的稳定运行。但此系统未实现冷能的梯级利用，冷能利用率较低。中国专利CN105545390A利用燃煤废气加热循环工质、LNG冷却循环工质实现了LNG冷能用于发电，同时与循环工质换热后的LNG再冷却与循环工质换热后的燃煤废气，实现了CO2液化。此方法通过将LNG冷能与燃煤废气的余热联合使用，实现了冷能梯级利用，但其工艺灵活性较差，若LNG发电系统或CO2液化系统出现故障时，会导致整个工艺流程停机，不能很好地实现在各种工况下的应用。现有LNG冷能利用专利，当冷能梯级利用出现泄漏及损坏时无应急措施，冷能梯级利用项目单一，操作难度及维护环节较多。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的LNG冷能梯级利用系统。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案具体是这样实现的：
本实用新型的一个方面提供了一种LNG冷能梯级利用系统，包括：冷能回收子系统、冷媒膨胀发电区子系统、冷库区子系统以及数据中心区子系统；其中：冷能回收子系统包括： LNG储罐通过高压输出总管连接第一流量调节阀1的第一端，第一流量调节阀1的第二端连接第二流量调节阀2的第一端，第二流量调节阀2的第二端连接第一换热器3的第一端，第一换热器3的第二端连接第三流量调节阀5的第一端，第一换热器3的第二端连接第二换热器4的第一端，第二换热器4的第二端连接第三流量调节阀5的第一端，第一流量调节阀1 的第二端连接第四流量调节阀9的第一端，第四流量调节阀9的第二端连接第三换热器8的第一端，第三换热器8的第二端连接第三流量调节阀5的第三端，第三换热器8的第三端连接第九流量调节阀7的第一端，第九流量调节阀7的第二端连接第二换热器4的第三端，第三换热器8的第四端连接第二换热器4的第四端，第三流量调节阀5的第二端连接复热器6 的第一端，复热器6的第二端连接天然气输出总管；冷媒膨胀发电区子系统包括：混合冷媒循环回路以及与混合冷媒循环回路并联的混合冷媒储罐11、第一混合冷媒加压泵12和第一三通阀13，其中，混合冷媒循环回路包括：第二混合冷媒加压泵14的第一端连接第一换热器3的第三端，第二混合冷媒加压泵14的第二端连接第四换热器15的第一端，第四换热器 15的第二端连接第五换热器16的第一端，第五换热器16的第二端连接膨胀机17的第一端，膨胀机17的第二端连接第一换热器3的第四端，膨胀机17的第三端连接发电机10的第一端，发电机10的第二端连接供电端口，第六流量调节阀18的第一端连接第三换热器8的第三端，第六流量调节阀18的第二端连接第四换热器15的第三端，第四换热器15的第四端连接第三换热器8的第四端；第一三通阀13的第一端连接第一换热器3的第三端，第一三通阀13的第二端连接混合冷媒储罐11的第一端，混合冷媒储罐11的第二端连接第一混合冷媒加压泵 12的第一端，第一混合冷媒加压泵12的第二端连接第一三通阀13的第三端，第一三通阀13 的第三端连接第二混合冷媒加压泵14的第一端；冷库区子系统包括：单组分冷媒循环回路，单组分冷媒循环回路包括：第一单组分冷媒加压泵27的第一端连接第三换热器8的第四端，第一单组分冷媒加压泵27的第二端连接第五流量调节阀28的第一端，第五流量调节阀28的第二端连接第八换热器29的第一端，第八换热器29的第二端连接第三换热器8的第三端，第八换热器29的第三端和第八换热器29的第四端连接冷库区；数据中心区子系统包括：第二三通阀21的第一端连接第三换热器8的第四端，第二三通阀21的第二端连接单组分冷媒储罐19的第一端，单组分冷媒储罐19的第二端连接第二单组分冷媒加压泵20的第一端，第二单组分冷媒加压泵20的第二端连接第二三通阀21的第三端，第二三通阀21的第三端连接第六换热器26的第一端，第六换热器26的第二端连接第八流量调节阀25的第一端，第八流量调节阀25的第二端连接第三换热器8的第三端，第二三通阀21的第三端连接第三单组分冷媒加压泵22的第一端，第三单组分冷媒加压泵22的第二端连接第七流量调节阀23的第一端，第七流量调节阀23的第二端连接第七换热器24的第一端，第七换热器24的第二端连接第三换热器8的第三端，第七换热器24的第三端连接数据中心，第七换热器24的第四端连接数据中心。
其中，混合冷媒循环回路中注有混合冷媒；单组分冷媒循环回路中注有单组分相变冷媒。
其中，混合冷媒包括轻组分和重组分；轻组分和重组分的质量比为5:5-3:7；轻组分的凝固点低于LNG的液化温度，沸点高于LNG的液化温度；重组分在工作压力时的沸点高于单组分冷媒的凝固温度点；单组分冷媒在工作压力时的沸点高于二级冷媒的凝固温度点。
其中，轻组分的沸点高于LNG的液化温度30℃以上。
其中，轻组分包括丙烷、乙烯和/或乙烷；重组分包括异丁烷、R134A、R410A和/或R22；单组分冷媒包括丙烷、乙烯和/或乙烷，二级冷媒包括CaCl2水溶液、NaCl水溶液和/或乙二醇水溶液。
其中，单组分冷媒进口温度为-8至-12℃，出口温度为-28至-34℃。
其中，复热器6为水浴式复热器。
其中，各个换热器为管壳式换热器。
由此可见，通过本实用新型提供的LNG冷能梯级利用系统，可保证在冷媒膨胀发电子系统、冷库区子系统、数据中心区子系统其中某一工艺出现异常工况时，其他区域不受影响继续生产，而其他冷能梯级工艺则会由于某一工艺的异常工况导致停车。由此实现了高效的LNG 冷能梯级利用，温度利用范围广，提高了LNG冷能梯级利用各工艺段的相对独立性，提高了整体项目的操作弹性和容错率，减少了故障所带来的经济影响，可以实现安全生产，降低运营成本，使整个项目实现环境友好，将安全隐患降到最低，且不影响场站其他项目的实施。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本实用新型实施例提供的LNG冷能梯级利用系统的结构示意图。
图中示出：1-第一流量调节阀，2-第二流量调节阀，3-第一换热器，4-第二换热器，5-第三流量调节阀，6-复热器，7-第九流量调节阀，8-第三换热器，9-第四流量调节阀，10-发电机，11-混合冷媒储罐，12-第一混合冷媒加压泵，13-第一三通阀，14-第二混合冷媒加压泵， 15-第四换热器，16-第五换热器，17-膨胀机，18-第六流量调节阀，19-单组分冷媒储罐，20- 第二单组分冷媒加压泵，21-第二三通阀，22-第三单组分冷媒加压泵，23-第七流量调节阀， 24-第七换热器，25-第八流量调节阀，26-第六换热器，27-第一单组分冷媒加压泵，28-第五流量调节阀，29-第八换热器。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1示出了本实用新型实施例提供的LNG冷能梯级利用系统的结构示意图，参见图1，本实用新型实施例提供的LNG冷能梯级利用系统，包括：
冷能回收子系统、冷媒膨胀发电区子系统、冷库区子系统以及数据中心区子系统；其中：
冷能回收子系统包括：LNG储罐通过高压输出总管连接第一流量调节阀1的第一端，第一流量调节阀1的第二端连接第二流量调节阀2的第一端，第二流量调节阀2的第二端连接第一换热器3的第一端，第一换热器3的第二端连接第三流量调节阀5的第一端，第一换热器3的第二端连接第二换热器4的第一端，第二换热器4的第二端连接第三流量调节阀5的第一端，第一流量调节阀1的第二端连接第四流量调节阀9的第一端，第四流量调节阀9的第二端连接第三换热器8的第一端，第三换热器8的第二端连接第三流量调节阀5的第三端，第三换热器8的第三端连接第九流量调节阀7的第一端，第九流量调节阀7的第二端连接第二换热器4的第三端，第三换热器8的第四端连接第二换热器4的第四端，第三流量调节阀 5的第二端连接复热器6的第一端，复热器6的第二端连接天然气输出总管；
冷媒膨胀发电区子系统包括：混合冷媒循环回路以及与混合冷媒循环回路并联的混合冷媒储罐11、第一混合冷媒加压泵12和第一三通阀13，其中，混合冷媒循环回路包括：第二混合冷媒加压泵14的第一端连接第一换热器3的第三端，第二混合冷媒加压泵14的第二端连接第四换热器15的第一端，第四换热器15的第二端连接第五换热器16的第一端，第五换热器16的第二端连接膨胀机17的第一端，膨胀机17的第二端连接第一换热器3的第四端，膨胀机17的第三端连接发电机10的第一端，发电机10的第二端连接供电端口，第六流量调节阀18的第一端连接第三换热器8的第三端，第六流量调节阀18的第二端连接第四换热器15的第三端，第四换热器15的第四端连接第三换热器8的第四端；第一三通阀13的第一端连接第一换热器3的第三端，第一三通阀13的第二端连接混合冷媒储罐11的第一端，混合冷媒储罐11的第二端连接第一混合冷媒加压泵12的第一端，第一混合冷媒加压泵12的第二端连接第一三通阀13的第三端，第一三通阀13的第三端连接第二混合冷媒加压泵14的第一端；
冷库区子系统包括：单组分冷媒循环回路，单组分冷媒循环回路包括：第一单组分冷媒加压泵27的第一端连接第三换热器8的第四端，第一单组分冷媒加压泵27的第二端连接第五流量调节阀28的第一端，第五流量调节阀28的第二端连接第八换热器29的第一端，第八换热器29的第二端连接第三换热器8的第三端，第八换热器29的第三端和第八换热器29的第四端连接冷库区；
数据中心区子系统包括：第二三通阀21的第一端连接第三换热器8的第四端，第二三通阀21的第二端连接单组分冷媒储罐19的第一端，单组分冷媒储罐19的第二端连接第二单组分冷媒加压泵20的第一端，第二单组分冷媒加压泵20的第二端连接第二三通阀21的第三端，第二三通阀21的第三端连接第六换热器26的第一端，第六换热器26的第二端连接第八流量调节阀25的第一端，第八流量调节阀25的第二端连接第三换热器8的第三端，第二三通阀 21的第三端连接第三单组分冷媒加压泵22的第一端，第三单组分冷媒加压泵22的第二端连接第七流量调节阀23的第一端，第七流量调节阀23的第二端连接第七换热器24的第一端，第七换热器24的第二端连接第三换热器8的第三端，第七换热器24的第三端连接数据中心，第七换热器24的第四端连接数据中心。
具体地，本实用新型实施例提供的LNG冷能梯级利用系统可以包括冷能回收子系统、冷媒膨胀发电区子系统、冷库区子系统以及数据中心区子系统。
其中，冷能回收子系统包括：第一流量调节阀1、第二流量调节阀2、第三流量调节阀5、第四流量调节阀9、第九流量调节阀7、第一换热器3、第二换热器4、第三换热器8和复热器6，具体可以通过管道如图1所示的连接方式连接在LNG储罐与主燃气管网之间。
冷媒膨胀发电区子系统包括：混合冷媒循环回路以及与混合冷媒循环回路并联的混合冷媒储罐11、第一混合冷媒加压泵12和第一三通阀13，其中，混合冷媒循环回路包括：第二混合冷媒加压泵14、第六流量调节阀18、第四换热器15、第五换热器16、膨胀机17和发电机10，具体可以通过如图1所示的方式依次连接形成混合冷媒循环回路。
冷库区子系统包括：单组分冷媒循环回路，该单组分冷媒循环回路包括：第一单组分冷媒加压泵27、第五流量调节阀28和第八换热器29，具体可以通过如图1所示的方式依次连接形成单组分冷媒循环回路。
数据中心区子系统包括第七流量调节阀23、第八流量调节阀25、第六换热器26、第七换热器24、第二单组分冷媒加压泵20、第三单组分冷媒加压泵22、第二三通阀21和单组分冷媒储罐19。具体可以通过如图1所示连接形成的支线并联在单组分冷媒循环回路上。
作为本实用新型实施例的一个可选实施方式，混合冷媒循环回路中注有混合冷媒；单组分冷媒循环回路中注有单组分相变冷媒。作为本实用新型实施例的一个可选实施方式，混合冷媒包括轻组分和重组分；轻组分和重组分的质量比为5:5-3:7；轻组分的凝固点低于LNG 的液化温度，沸点高于LNG的液化温度；重组分在工作压力时的沸点高于单组分冷媒的凝固温度点；单组分冷媒在工作压力时的沸点高于二级冷媒的凝固温度点。其中，轻组分的沸点高于LNG的液化温度30℃以上。
作为本实用新型实施例的一个可选实施方式，轻组分包括丙烷、乙烯和/或乙烷；重组分包括异丁烷、R134A、R410A和/或R22；单组分冷媒包括丙烷、乙烯和/或乙烷，二级冷媒包括CaCl2水溶液、NaCl水溶液和/或乙二醇水溶液。
作为本实用新型实施例的一个可选实施方式，单组分冷媒进口温度为-8至-12℃，出口温度为-28至-34℃。
作为本实用新型实施例的一个可选实施方式，复热器6为水浴式复热器。
作为本实用新型实施例的一个可选实施方式，各个换热器为管壳式换热器。
以下，提供一种利用上述的LNG冷能梯级利用系统的LNG冷能梯级利用控制方法，包括：
冷能回收子系统采用混合冷媒作为冷媒膨胀发电区冷媒，采用单组分冷媒作为冷库区以及数据中心冷媒；LNG储罐内的LNG与混合冷媒换热气化后，与单组分冷媒换热升温再经海水复热至0℃后送至外输管网；
冷媒膨胀发电区子系统为混合冷媒经加压以及热水加热后，进入膨胀机膨胀做功，膨胀机带动发电机运转发电，混合冷媒膨胀降压，温度降低，进入混合冷媒储罐至下一循环；
冷库区子系统及数据中心区子系统为气态单组分冷媒进入换热器与低温天然气换热后低温液态单组分冷媒分为两股，一股与冷库来的二级冷媒换热，温度上升变为气态，然后进行下一循环；二级冷媒换热后进入冷库制冷，升温后进入下一循环；另一股与数据中心来的二级冷媒换热，温度上升变为气态，然后进行下一循环；二级冷媒换热后进入数据中心制冷，升温后进入下一循环。
作为本实用新型实施例的一个可选实施方式，方法还包括：
当冷媒膨胀发电区子系统发生异常工况时，关闭第二流量调节阀，第六流量调节阀，第八流量调节阀以切断混合冷媒循环回路；增大第八流量调节阀的开度以维持数据中心和冷库的正常供冷；增大进入厂站原有气化调压系统的LNG流量以维持LNG的正常气化；
当数据中心区子系统发生异常工况时，关闭第七流量调节阀以停止单组分冷媒进入第七换热器与二级冷媒的换热；关闭第九流量调节阀以降低单组分冷媒循环回路的换热量；
当冷库区子系统发生异常工况时，关闭第五流量调节阀以停止单组分冷媒进入第八换热器与二级冷媒的换热，关闭第九流量调节阀以降低单组分冷媒循环回路的换热量。
具体地，冷能回收子系统包括采用混合冷媒作为冷媒膨胀发电区冷媒，采用单组分冷媒作为冷库区以及数据中心冷媒，LNG储罐内的LNG与混合冷媒换热气化后，与单组分冷媒换热升温再经海水复热至0℃后送至外输管网。
冷媒膨胀发电区子系统为混合冷媒经加压以及热水加热后，进入膨胀机膨胀做功，膨胀机带动发电机运转发电，混合冷媒膨胀降压，温度降低，进入混合冷媒储罐至下一循环。
冷库区子系统及数据中心区子系统为气态单组分冷媒进入换热器与低温天然气换热后低温液态单组分冷媒分为两股，一股与冷库来的二级冷媒换热，温度上升变为气态，然后进行下一循环。二级冷媒换热后进入冷库制冷，升温后进入下一循环；另一股与数据中心来的二级冷媒换热，温度上升变为气态，然后进行下一循环。二级冷媒换热后进入数据中心制冷，升温后进入下一循环。
当冷媒膨胀发电区子系统发生异常工况时，只需关闭第二流量调节阀2，第六流量调节阀18，第八流量调节阀25以切断混合冷媒循环回路；增大第八流量调节阀25的开度以维持数据中心和冷库的正常供冷；增大进入厂站原有气化调压系统的LNG流量以维持LNG的正常气化，即可保证LNG气化站、冷库以及数据中心的正常运行。
当数据中心区子系统发生异常工况时，只需关闭第七流量调节阀23以停止单组分冷媒进入第七换热器24与二级冷媒的换热；关闭第九流量调节阀7以降低单组分冷媒循环回路的换热量，即可保证冷库和冷能发电区的正常运转。
当冷库区子系统发生异常工况时，只需关闭第五流量调节阀28以停止单组分冷媒进入第八换热器29与二级冷媒的换热，关闭第九流量调节阀7以降低单组分冷媒循环回路的换热量，即可保证数据中心和冷能发电区的正常运转。
作为本实用新型实施例的一个可选实施方式，冷能回收子系统上游为原气化设施。具体可以如图1所示，系统还包括：开架式气化器；开架式气化器连接在高压输出总管至天然气输出总管之间。还可以包括：调压子系统；调压子系统的第一端连接天然气输出总管，调压子系统的第二端连接所述复热器的第二端。还可以包括：计量子系统；计量子系统的第一端与调压子系统相连。
由此可见，通过本实用新型提供的LNG冷能梯级利用系统及控制方法，可保证在冷媒膨胀发电子系统、冷库区子系统、数据中心区子系统其中某一工艺出现异常工况时，其他区域不受影响继续生产，而其他冷能梯级工艺则会由于某一工艺的异常工况导致停车。由此实现了高效的LNG冷能梯级利用，温度利用范围广，提高了LNG冷能梯级利用各工艺段的相对独立性，提高了整体项目的操作弹性和容错率，减少了故障所带来的经济影响，可以实现安全生产，降低运营成本，使整个项目实现环境友好，将安全隐患降到最低，且不影响场站其他项目的实施。
本实用新型与现有技术和现状相比具有以下的有益效果：
1、LNG冷能在冷能发电、冷库、数据中心的联合使用，表现出了优异的梯级利用性能，冷能利用率高。
2、数据中心区工艺和冷库区工艺流程形成的整体回路中，使用的是相同冷媒，使得整套装置运行简单，维护方便，安全性好。
3、对于LNG冷能梯级利用系统，当某一工段发生异常工况时，会导致整个工艺停车。但本项目通过利用同种单组分冷媒为数据中心和冷库供冷的方法，很好地解决了此问题。当冷能发电区，数据中心或冷库区其中一个区域发生异常工况需要停止生产时，不会影响其他区域的生产。
以下，以某LNG气化站为例，对其冷量进行回收利用项目，该项目的LNG气化规模为500×104t/a，气化流量为200～560t/h，气化前温度-120～-129℃，气化压力为8MPa。LNG储罐内压力为4MPa。拟用于此冷能利用工艺流程的LNG流量为114t/h。
LNG冷能梯级利用系统采用并联方式与原有气化调压工艺联结。
用于此冷能利用工艺流程的LNG经过管壳式换热器气化后，再经过水浴式复热器升温后，与原有调压管线汇合。
安装完相应工艺设备后，本实施例将乙烷以及丙烷按质量比例5:5混合注入混合冷媒循环回路作为混合冷媒(C2C3)，质量流量为110t/h；将丙烷注入单组分冷媒循环回路作为单组分冷媒(C3)，质量流量为62t/h；将CaCl2水溶液作为二级冷媒应用于冷库区和数据中心区，质量流量分别为320t/h和650t/h。
当设备正常工作时，从LNG储罐出来的0.4MPa，-162℃的LNG，流量为114t/h，经加压泵增压至8MPa，温度升至-159℃后，分为两路，一路依次进入第一换热器，第二换热器分别与C2C3冷媒换热气化，另一路进入第三换热器与C3冷媒换热气化，两股气态天然气汇合后，经过水浴式复热器升温至0℃后送至外输管网。
0.2MPa，-19℃的气态C2C3冷媒，进入第一换热器与加压后的低温天然气换热后温度降低至-61℃并液化，低温液态C2C3冷媒经加压泵加压至1.1MPa，温度升至-60℃后分成两股，一股进入第四换热器，另一股进入第六换热器，分别与从数据中心和冷库来的气态C3换热后，液态C2C3冷媒温度升至-24℃，再进入第五换热器经常压、70℃热水加热至60℃并气化后，进入膨胀发电机膨胀发电，膨胀至0.2MPa，温度降至-19℃，然后C2C3进入第一换热器至下一循环。
从C3冷媒储罐出来的0.2MPa、-32℃的低温液态C3冷媒，分为两股，其中一股进入第八换热器与来自冷库的-5℃的30wt％的CaCl2水溶液换热后，温度升至-10℃并气化，另一股进入第七换热器与来自数据中心的12℃的30wt％的CaCl2水溶液换热后，温度升至-10℃并气化；在数据中心换热后的气态C3冷媒分为两股，一股进入第六换热器与经第二混合冷媒加压泵加压后的1.1MPa、-60℃的低温C2C3冷媒换热，温度降低至-32℃并液化；第二股与从冷库来的气态C3冷媒汇合后，分为3股；一股进入第二换热器与从第一换热器来的低温天然气换热，另一股进入第三换热器与低温天然气换热，温度降低液化后进入C3冷媒储罐。第三股则进入第四换热器，与经第二混合冷媒加压泵加压后的1.1MPa、-60℃的低温C2C3冷媒换热，温度降低并液化后，与从C3冷媒储罐来的液态C3冷媒汇合，进入下一循环。
从冷库出来的30wt％的CaCl2水溶液，压力为0.1013MPa(常压)，温度为-5℃，进入第八换热器与C3换热后，温度降低至-20℃，进入冷库制冷，完成制冷后CaCl2水溶液温度升高至-5℃并进入下一循环；从数据中心中出来的30wt％的CaCl2水溶液，压力为0.1013MPa(常压)，温度为12℃，进入第七换热器与C3换热后，温度降低至5℃，进入数据中心制冷，完成制冷后CaCl2水溶液温度高至12℃并进入下一循环。
当所述膨胀发电工艺发生异常工况需要停机时，只需关闭第二流量调节阀，第六流量调节阀，第八流量调节阀以停止C2C3冷媒循环回路的运作；同时增大进入厂站原有气化调压系统的LNG流量以维持LNG的正常气化，即可保证LNG气化站、冷库以及数据中心的正常运行。此时，从数据中心来的气态C3不再进入第六换热器与C2C3冷媒换热液化，而是直接与从冷库区来的气态C3汇合，进入第三换热器与LNG进行换热。另外，由于进入第三换热器的气态C3流量增加，需增大第八流量调节阀的开度以维持数据中心和冷库的正常供冷；因此，虽然冷能发电区停止生产，但C3冷媒仍能为冷库和数据中心提供冷量，保证了其余区域的正常运转。
当所述数据中心区工艺发生异常工况时，只需关闭第七流量调节阀以停止单组分冷媒进入第七换热器与二级冷媒的换热；关闭第九流量调节阀以降低单组分冷媒循环回路的换热量，即可保证冷库和冷能发电区的正常运转。此时，液态C3冷媒不进行分流，全部送往冷库区与盐水换热。
当所述冷库区发生异常工况时，只需关闭第五流量调节阀以停止单组分冷媒进入第八换热器与二级冷媒的换热，关闭第九流量调节阀以降低单组分冷媒循环回路的换热量，即可保证数据中心和冷能发电区的正常运转。
综上所述，通过本实用新型实施例提供了一种降低运营成本，装置运行简单。通过利用混合冷媒作为膨胀发电循环管路的冷媒，单组分冷媒作为冷库区工艺和数据中心区工艺的冷媒，温度利用范围广，实现了高效的冷能梯级利用。此系统可降低物料整体投资，提高项目的自动化程度，且不增加新的安全隐患。上述实施例，通过设定膨胀发电区，数据中心区，冷库区的不同故障情况，通过不同的调节方式，达到其中一个区域发生异常工况需要停止生产时，不会影响其他区域的生产。提高了LNG冷能梯级利用各工艺段的相对独立性，提高了整体项目的操作弹性和容错率，减少了故障所带来的经济影响。同时，上述各实施例简单易实施，可适用于目前LNG冷能利用的绝大范围项目。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
