浅谈LNG冷能利用

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1、浅谈LNG冷能利用摘要：使用时LNG时，需将其转化为常温气体，其屮大量的可用冷能释放出来。若LNG拥有的冷能能以100%的效率转化为电力，那么ltLNG的冷能相当于240kW?ho回收这部分可用冷能，不仅有效利用了能源，而且减少了机械制冷大量的电能消耗，具有可观的经济效益和社会效益。关键词：LNG；天然气；冷能利用；蓄冷中图分类号：C35文献标识码：A天然气是当今世界能源消耗中的重要组成部分，它与煤炭、石油并称为世界能源的三大支柱。LNG是指液态天然气，近年來，中国LNG已经形成了较完整的产业链，LNG冷能利用是该产业链上重要的一个环节。一、LNG冷

2、能利用现状所谓冷能，是指在常温环境中，自然存在的低温差低温热能，实际上指的是在自然条件下，可以利用一定温差所得到的能量。根据工程热力学原理，利用这种温差就可以获得有用的能量，这种能量称之为冷能。为便于大量储存和输运，天然气开采出来后通常要去除杂质，在低温下液化，变成LNG以提高运输和储存的效率。当使用时，LNG仍需转化为常温气体，其中大量的可用冷能释放出来。国外己对LNG冷能的应用展开了广泛、深入的研究，并在冷能发电、冷冻食品、空气液化，制取干冰以及低温粉碎方面获得应用，经济效益和社会效益非常明显。LNG冷能利用已相当成熟，世界上多个国家都采用了LN

3、G冷能利用技术，像日木就已经利用LNG冷能进行空气分离、发电、干冰制造和冷库冷藏，其利用LNG发电已有30余年的历史。空气分离在LNG冷能技术屮应用最为广泛，韩国蔚山大学运用LNG冷能实现轻坯分离。美国、俄罗斯、欧盟国家和地区的LNG冷能利用发展都到了应用阶段。我国LNG冷能利用潜力巨大。己经进行的莆MLNG冷能利用项目是中海油第一个LNG冷能利用项目，它分为空气分离、发电、轻姪分离、橡胶轮胎粉碎、冷库、海水淡化和干冰制造7个项目，设计日耗冷能100X104GJ/d,日产液氧250t/d、液氮340t/d、液氨10t/do国内多家大专院校和研究机构积

4、极开展了相关研究，先后开发和深化TLNG冷能利用的各项技术。上海交通大学进行了系统的LNG冷能利用研究，取得了一系列成果，清华大学联合中海油进行了实际的冷能利用项目开发，同济大学很早进行了冷能利用原理及方法的探索，华南理工大学进行了冷能优化集成利用等方面的研究，西安交通大学进行了冷能评价分析及在汽车工艺上的技术研发。二、LNG冷能利用按利用LNG冷能的过程可分为直接和间接两类利用方式。直接利用包括：发电、低温空分、冷冻仓库、制造液化C02、海水淡化、空调和低温养殖、栽培等。间接利用包括：用空分后的液氮、液氧、液氢来低温破碎,冷冻干燥、低温干燥、水和污

5、染物处理及冷冻食品等。下面，就LNG蓄冷利用举例分析LNG冷能的应用。2.1LNG蓄冷原理LNG主要用于发电和城市燃气，LNG的气化负荷随时间和季节发生波动。对天然气的需求是白天和冬季多，所以LNG气化所提供的冷能也多。反之，在夜晚和夏季，可以利用的LNG冷能也随之减少。LNG冷能的波动,将会对冷能利用设备的运行产牛不良影响，必须了以重视。蓄冷装置是利用相变物质的潜热存储LNG冷能。原理如下：白天LNG冷能充裕时，相变物质吸收冷量而凝固；夜间LNG冷能供应不足时，相变物质溶解，释放出冷量供给冷能利用设备。2.2量化分析根据LNG蓄冷原理，针对某实际L

6、NG气化站进行分析。气化站供气规模为5921X104m3/a,气化压力为0.6MPa,天然气中甲烷摩尔分数为78.48%,环境温度为300Ko冷库设计为低温冻结库，库温为-25°Co用中间冷介质来降低传热温差，并采用蓄冷槽以解决LNG气化站气化冷量不均匀的问题。确定冷介质为乙二醇体积分数为60%的乙二醇水溶液，LNG通过与乙二醇水溶液传热气化成气态天然气，释放冷量通过乙二醇水溶液的循环传递给蓄冷槽储存，最后通过氨液的循环为冷库提供冷量。换热器统一选用板翅式换热器。考虑实际生产过程的需要，对进库产品进行预冷，预冷间温度为10°Co2.2.1能量分析该气

7、化站日均气化量为16.2X104m3/d,计算该规模气化站产生的冷量为10.73X104MJ/do该冷库系统的冷量回收率经计算为32.6%,因此可回收冷量为3.5X104MJ/do按24h平均折算为405.54kw,即该LNG气化站可提供有效冷负荷为4kw左右。而一座库长为30叭宽为20叭高为5m的低温冷库总耗冷量为252.28kwo可见该LNC气化站产生的冷量可用于建造一定规模的冷库。通过计算可知，LNG冷能回收量完全可以满足该冷库的耗冷量，不需再采用其他制冷设备。还可考虑把其余的冷量充分利用起来，如用于气化站、冷库办公室的空调系统中，以免浪费。2

8、.2.2经济分析在能量分析的基础上，对该系统进行经济分析。冷量价格按0.056元/MJ计算，根据该气化站可回