本发明涉及冷能空分，具体为一种lng冷能利用空分装置。
背景技术：
1、lng(液化天然气)具有低温的特性，其温度一般在零下160摄氏度左右，lng通常要气化后应用，在此过程中会产生大量的冷能，因此lng冷能需要得到较好的开发和利用，其利用方式包括了空气分离、低温粉碎、干冰制造、发电等。传统空气分离工艺中液化空气所需要的冷能是利用制冷机和组合膨胀机产生的，而lng冷能空分装置可以直接利用lng的冷能，不需要额外的制冷设备。
2、根据中国专利公开号为cn110701870b，该专利提供了一种利用lng冷能的空分装置和方法，包括对原料空气进行压缩和净化的空气压缩净化系统、对压缩净化后的原料空气进行精馏而获取空分产品的大冷箱系统、用于实现lng与为所述大冷箱系统提供冷能的氮之间换热的小冷箱系统、利用出所述小冷箱系统的天然气冷能的制冷剂循环系统、利用出所述制冷剂循环系统的天然气冷能的冷却剂循环系统，梯级利用lng的冷能，先将lng送入小冷箱系统中与氮换热，并利用换热后的液氮为精馏原料空气而获得空分产品提供冷能；再将出所述小冷箱系统的天然气送入制冷剂循环系统中与制冷剂换热，并利用换热后的制冷剂去冷却压缩后的空气，被空气气化升温后的所述制冷剂去膨胀发电机组或制冷剂增压透平膨胀机组膨胀做功；最后将出所述制冷剂循环系统的天然气送入冷却剂循环系统中与冷却剂换热，并利用换热后的冷却剂来冷却需冷却的设备。
3、上述针对lng冷能梯级利用进行了优化，但位于空分装置的进气部位未进行优化，使得该进气部位存在未经过滤的空气含有杂质，导致lng经过空分装置进气部位时出现纯度降低、制冷效果不稳定的问题。故而提出一种lng冷能利用空分装置来解决上述所提出的问题。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种lng冷能利用空分装置，解决了空分装置的进气部位存在未经过滤的空气含有杂质，导致lng经过空分装置进气部位时出现纯度降低、制冷效果不稳定的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种lng冷能利用空分装置，包括lng储罐和换热部，所述lng储罐上安装有输送部，用于将所述lng储罐内液化天然气输送至所述换热部中，防护部安装在所述输送部与所述换热部之间，用于连接所述输送部和所述换热部，对泄漏气体进行检测，控制部设置在所述lng储罐与所述换热部之间，用于安装各个部件，控制各个用电设备，对泄漏气体、液体进行引导、缓冲、排放，分离部安装在所述控制部上，对所述防护部内部未过滤的空气进行清空排放，降温部安装在所述换热部与所述分离部之间，利用换热后的冷空气对换热后的lng蒸汽进行降温回收。
5、进一步地，所述换热部包括底座，所述底座上安装有换热器，所述换热器的一侧连通设置有热空气进口和冷空气出口，所述冷空气出口上连通设置有回流管的一端，所述换热器的内部安装有蛇形管，所述换热器的外壁贯穿有进液管和回收管，所述进液管的贯穿端与蛇形管的一端连接并连通，所述回收管的贯穿端与蛇形管的另一端连接并连通。lng经过出气连接管流动至进液管中，换热器通过热空气进口吸入空气填充内腔，lng在蛇形管之间单向流动至回收管，期间与换热器内热空气进行热交换作业。
6、进一步地，所述防护部包括进气连接管，所述进气连接管的顶部连接并连通有空气排出管，所述空气排出管上安装有阀门一，所述进气连接管的外壁套设有防护套，所述空气排出管远离进气连接管的一端贯穿防护套并延伸至防护套外部，所述防护套上安装有甲烷传感器，所述甲烷传感器的感应端贯穿至防护套内部，所述进气连接管的底部连接并连通有出气连接管的一端，所述出气连接管的另一端贯穿防护套，并安装有阀门二，所述出气连接管与进液管连接并连通。防护套将各个管与进气连接管连接部位封闭在内部区域，一旦产生连接处老化漏气、漏液的问题，便能通过防护套进行保护阻挡扩散。
7、进一步地，所述输送部包括抽管，所述抽管的一端与lng储罐连接并连通，所述抽管上安装有电磁阀，所述抽管上设置有泵机，所述抽管的另一端与泵机的进接口连通设置，所述泵机的出接口上连通设置有出管的一端，所述出管的另一端贯穿防护套的顶部并与进气连接管连通设置。电磁阀可以与甲烷传感器进行电连接，从而做到检测异常时自动关闭电磁阀的措施。
8、进一步地，所述控制部包括机箱，所述机箱的一侧安装有控制面板，所述机箱的顶部连接有支板，所述支板上依次连接有三个架板，所述机箱的顶部与架板之间安装有缓冲箱，所述泵机安装在另外两个所述架板之间，每两个所述架板之间均连接有支腿，所述缓冲箱上安装有安全阀，所述缓冲箱的一侧连接并连通有引导管，所述架板远离缓冲箱的一侧安装有支架，所述支架上安装有安装环。支板与架板构成放置台，可以隔离部件提高每个放置区域内工作安全性。
9、进一步地，所述进气连接管安装在安装环的内壁，所述缓冲箱是透明材料，所述防护套是透明材料。防护套与缓冲箱均为玻璃透明件，可从外部观察到内部状况。
10、进一步地，所述分离部包括支座，所述支座安装在机箱远离控制面板的一侧，所述机箱上依次连接有两个限位套，所述限位套的内壁安装有lng蒸汽罐，所述lng蒸汽罐上连接有蒸汽出管的一端，所述蒸汽出管的另一端贯穿防护套的顶部并与进气连接管连通设置，所述蒸汽出管上安装有蒸汽阀门一，所述lng蒸汽罐上还连接有蒸汽进管的一端，所述蒸汽进管上安装有蒸汽阀门二。根据密度差的特性lng蒸汽由上至下挤压lng蒸汽罐内惰气。
11、进一步地，所述分离部还包括惰性气体罐，所述惰性气体罐安装在另一个限位套内壁，所述惰性气体罐上连接并连通有惰气出管的一端，所述惰气出管上安装有惰气阀门一，所述惰性气体罐上连接并连通有惰气进管，所述惰气进管上安装有惰气阀门二。控制阀门一开启，使惰气挤压进气连接管内部空气从空气排出管排出。
12、进一步地，所述惰气出管的另一端贯穿防护套的底部并与进气连接管连通设置，所述惰气进管的另一端贯穿防护套的顶部并固定贯穿至进气连接管的内部。lng蒸汽位于进气连接管上部分，惰气位于下部分，从而使惰气被挤压至惰气进管回收进惰性气体罐内。
13、进一步地，所述降温部包括支臂，所述支臂的安装在机箱的一侧，所述支臂远离机箱的一端上连接有降温罐，所述降温罐的内壁固定贯穿有回气管的一端，所述降温罐的底部连通设置有冷空气排管的一端，所述蒸汽进管的另一端固定贯穿至降温罐内并与回气管连通设置，所述回流管的另一端连接在降温罐的顶部并与降温罐连通设置，所述回气管远离降温罐的一端连接在回收管上并与回收管连通设置。冷空气填充降温罐内腔并覆盖回气管和蒸汽进管的连接部分，从而使换热后残留热量的lng蒸汽途径回气管和蒸汽进管时进行降温。
14、(三)有益效果
15、与现有技术相比，本发明提供了一种lng冷能利用空分装置，具备以下
16、有益效果：
17、1、该lng冷能利用空分装置，采用打开惰气阀门一惰性气体罐内惰气会沿着惰气出管进入进气连接管内填充挤压内部空气，使其从从空气排出管排出，打开蒸汽阀门一使lng蒸汽罐内蒸汽沿着蒸汽出管进入进气连接管内填充，根据密度差的特性lng蒸汽由上至下挤压惰气，惰气被挤压至惰气进管，并回收进惰性气体罐内，此时进气连接管内未经过滤的空气被排除干净，不会残留与lng无关气体，保证了lng输送的纯度并稳定制冷效果。
18、2、该lng冷能利用空分装置，采用控制电磁阀开启，泵机开启通过抽管抽取lng进入出管，并进入进气连接管，打开阀门二使lng经过出气连接管流动至进液管中，lng在蛇形管之间单向流动至回收管，期间与换热器内热空气进行热交换作业，lng受热汽化，并在流出回收管时产生液态和气态两种状态，液态则通过回收管流出，气态则在回收管转角处向上涌入回气管内进行水汽分离。
19、3、该lng冷能利用空分装置，采用热交换后在换热器内得到冷空气，并通过冷空气出口流动排出，再沿着回流管进入降温罐，换热后残留热量的lng蒸汽途径回气管和蒸汽进管时受冷降温，避免lng蒸汽回收时与lng蒸汽罐内蒸汽温差过大，提高资源利用率以及回收安全性。
20、4、该lng冷能利用空分装置，采用支板与架板构成放置台，可以隔离部件提高每个放置区域内工作安全性，支架通过安装环连接防护套，提高支撑力并作为出管与出气连接管之间的桥梁提高工作稳定性，支臂支撑降温罐提供回气管和蒸汽进管连接桥梁，保证使用稳定性，泵机安装在架板避免磕碰，支座和限位套用于对lng蒸汽罐和惰性气体罐进行安装放置，保证稳定性避免倒塌。
21、5、该lng冷能利用空分装置，采用防护套将各个管与进气连接管连接部位封闭在内部区域，一旦产生连接处老化漏气、漏液的问题，便能通过防护套进行第一重保护进行阻挡扩散，甲烷传感器将异常数据同步反馈到控制面板上进行警示，漏气漏液均能沿着引导管流向缓冲箱内提供缓冲空间，根据实际情况可以控制安全阀将漏气漏液进行安全排放，避免漏气漏液产生胀裂爆炸风险。
1.一种lng冷能利用空分装置，包括lng储罐(1)和换热部(2)，其特征在于：所述lng储罐(1)上安装有输送部(3)，用于将所述lng储罐(1)内液化天然气输送至所述换热部(2)中；
2.根据权利要求1所述的一种lng冷能利用空分装置，其特征在于：所述换热部(2)包括底座(21)，所述底座(21)上安装有换热器(22)，所述换热器(22)的一侧连通设置有热空气进口(23)和冷空气出口(24)，所述冷空气出口(24)上连通设置有回流管(25)的一端，所述换热器(22)的内部安装有蛇形管，所述换热器(22)的外壁贯穿有进液管(26)和回收管(27)，所述进液管(26)的贯穿端与蛇形管的一端连接并连通，所述回收管(27)的贯穿端与蛇形管的另一端连接并连通。
3.根据权利要求2所述的一种lng冷能利用空分装置，其特征在于：所述防护部(4)包括进气连接管(41)，所述进气连接管(41)的顶部连接并连通有空气排出管(42)，所述空气排出管(42)上安装有阀门一(43)，所述进气连接管(41)的外壁套设有防护套(44)，所述空气排出管(42)远离进气连接管(41)的一端贯穿防护套(44)并延伸至防护套(44)外部，所述防护套(44)上安装有甲烷传感器(45)，所述甲烷传感器(45)的感应端贯穿至防护套(44)内部，所述进气连接管(41)的底部连接并连通有出气连接管(46)的一端，所述出气连接管(46)的另一端贯穿防护套(44)，并安装有阀门二(47)，所述出气连接管(46)与进液管(26)连接并连通。
4.根据权利要求3所述的一种lng冷能利用空分装置，其特征在于：所述输送部(3)包括抽管(31)，所述抽管(31)的一端与lng储罐(1)连接并连通，所述抽管(31)上安装有电磁阀(32)，所述抽管(31)上设置有泵机(33)，所述抽管(31)的另一端与泵机(33)的进接口连通设置，所述泵机(33)的出接口上连通设置有出管(34)的一端，所述出管(34)的另一端贯穿防护套(44)的顶部并与进气连接管(41)连通设置。
5.根据权利要求4所述的一种lng冷能利用空分装置，其特征在于：所述控制部(5)包括机箱(51)，所述机箱(51)的一侧安装有控制面板(52)，所述机箱(51)的顶部连接有支板(53)，所述支板(53)上依次连接有三个架板(54)，所述机箱(51)的顶部与架板(54)之间安装有缓冲箱(55)，所述泵机(33)安装在另外两个所述架板(54)之间，每两个所述架板(54)之间均连接有支腿，所述缓冲箱(55)上安装有安全阀(56)，所述缓冲箱(55)的一侧连接并连通有引导管(57)，所述架板(54)远离缓冲箱(55)的一侧安装有支架(58)，所述支架(58)上安装有安装环(59)。
6.根据权利要求5所述的一种lng冷能利用空分装置，其特征在于：所述进气连接管(41)安装在安装环(59)的内壁，所述缓冲箱(55)是透明材料，所述防护套(44)是透明材料。
7.根据权利要求5所述的一种lng冷能利用空分装置，其特征在于：所述分离部(6)包括支座(61)，所述支座(61)安装在机箱(51)远离控制面板(52)的一侧，所述机箱(51)上依次连接有两个限位套(62)，所述限位套(62)的内壁安装有lng蒸汽罐(63)，所述lng蒸汽罐(63)上连接有蒸汽出管(64)的一端，所述蒸汽出管(64)的另一端贯穿防护套(44)的顶部并与进气连接管(41)连通设置，所述蒸汽出管(64)上安装有蒸汽阀门一(65)，所述lng蒸汽罐(63)上还连接有蒸汽进管(66)的一端，所述蒸汽进管(66)上安装有蒸汽阀门二(67)。
8.根据权利要求7所述的一种lng冷能利用空分装置，其特征在于：所述分离部(6)还包括惰性气体罐(68)，所述惰性气体罐(68)安装在另一个限位套(62)内壁，所述惰性气体罐(68)上连接并连通有惰气出管(69)的一端，所述惰气出管(69)上安装有惰气阀门一(610)，所述惰性气体罐(68)上连接并连通有惰气进管(611)，所述惰气进管(611)上安装有惰气阀门二(612)。
9.根据权利要求8所述的一种lng冷能利用空分装置，其特征在于：所述惰气出管(69)的另一端贯穿防护套(44)的底部并与进气连接管(41)连通设置，所述惰气进管(611)的另一端贯穿防护套(44)的顶部并固定贯穿至进气连接管(41)的内部。
10.根据权利要求9所述的一种lng冷能利用空分装置，其特征在于：所述降温部(7)包括支臂(71)，所述支臂(71)的安装在机箱(51)的一侧，所述支臂(71)远离机箱(51)的一端上连接有降温罐(72)，所述降温罐(72)的内壁固定贯穿有回气管(73)的一端，所述降温罐(72)的底部连通设置有冷空气排管(74)的一端，所述蒸汽进管(66)的另一端固定贯穿至降温罐(72)内并与回气管(73)连通设置，所述回流管(25)的另一端连接在降温罐(72)的顶部并与降温罐(72)连通设置，所述回气管(73)远离降温罐(72)的一端连接在回收管(27)上并与回收管(27)连通设置。
