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1、经营管理天 然 气 工 业 2004年7月LNG冷能利用技术及经济分析王坤 顾安忠 鲁雪生 石玉美(上海交通大学制冷与低温工程研究所) 王坤等.LNG冷能利用技术及经济分析.天然气工业,2004;24(7):122～125 摘 要 文章阐述了国内外利用LNG的形势和LNG作为燃料的优势,通过分析LNG冷能利用原理并进行冷能火用分析,得出回收LNG冷能不仅有效回收、利用了能源,而且减少了机械制冷造成的大量电能消耗,具有可观的经济效益和社会效益。对目前国内外LNG冷能利用方式
2、进行总结分类,可分为直接利用和间接利用两大类。直接利用包括:发电、低温空分、冷冻仓库、液化二氧化碳、海水淡化、空调和低温养殖、栽培等;间接利用包括:用空分后得到的液氮、液氧、液氩,来进行低温破碎、冷冻干燥、低温干燥、水和污染物处理及冷冻食品等。对典型LNG冷能利用方式给出了典型流程图和已获得成功应用的范例,并进行经济效益评价和比较。最后提出了利用LNG冷能的注意事项。 主题词 液化天然气 冷能利用 火用分析 技术评价 经济评价 天然气作燃料,热值高,污染少,用于火力发电气、海水)之间存在的温度和压力差,
3、将高压低温的及城市燃气,是日本、韩国、中国台湾以及部分西方LNG变为常压常温的天然气时,回收储存在LNG〔1,2〕中的能量〔5〕。国家的主要能源之一。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,火用分析法是能量系统中重要的分析方法,不但变成LNG以提高运输和储存的效率。当使用时,能从数量上反映能量种类的转换,更重要的是能清LNG仍需转化为常温气体,其中大量的可用冷能释楚地揭示内部不可逆性造成的能量品质的贬值情放出来。回收这部分可用冷能,不仅有效利用了能况,以及造成热力学损失的原因和部
4、位,为合理利用〔6〕冷能提供重要理论指导。天然气液化是高能耗过源,而且减少了机械制冷大量的电能消耗,具有可观程,因此对LNG进行正确的火用分析是高效设计天的经济效益和社会效益。若LNG拥有的冷能能以〔7〕然气液化装置、冷能利用装置的前提。100%的效率转化为电力,那么1tLNG的冷能相当〔3〕LNG从初态(T,p)经一系列的可逆过程,最终于240kW·h。达到与环境的平衡态(T0,p0)时,由系统稳定流动 目前世界天然气探明储量已经接近石油储量。能量方程可得LNG完成的最大有用功,即系统工质预计50年后天
5、然气将超过石油和煤炭,成为世界的的火用(ex)为:主要能源。LNG工业近几年的迅速发展(世界LNGex=(h-h0)+T0(s0-s)的生产应用以年均20%的速度增长,年运输与贸易Tδqpδp额达6000多万吨,占到了世界能源年总贸易额的=cp(T-T0)+T0∫-T0R∫(1)TTpp0024%,预计2010年LNG年产量将达到2400× 可以看出,LNG的冷量火用包括温度火用和压力8310m),为LNG冷能的回收利用奠定了良好的基火用两部分,其中温度火用为:础〔4〕。本文在分析LNG冷能利用原理的基础
6、上,对TδqexT=cp(T-T0)+T0∫TT国内外LNG冷能利用方式进行总结分类,具体给出0典型流程图和已得到成功应用的范例。=cp(T-T0)+cpT0ln(T0/T)(2)压力火用为:LNG冷能利用原理及分析pδpexp=T0R∫=T0Rln(p/p0)(3) 冷能利用主要是依靠LNG与周围环境(如空p0p 作者简介:王坤,女,1980年生,上海交大在读博士生;主要从事小型天然气液化装置及低温流体的气液两相流动研究。地址:(200030)上海市华山路1954号。电话:(021)62932602。
7、·122·©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第24卷第7期 天 然 气 工 业 经营管理LNG从110K汽化成常温气体时,吸收(860～差驱动的二次冷媒动力循环,通常采用回热或再热883)kJ/kg的热量,如果再进行一定的加压处理,依循环;右半部分是利用LNG压力火用直接膨胀的动据以上LNG冷能火用的分析,对于大型的LNG接受力系统。联合法的冷能回收率通常保持在
8、50%左站来说,其蕴含的冷能相当大。另外LNG的用途不右,综合造价低,有利于环保,发电量为45kW·h/t(LNG)左右n同,温度和压力不同,回收途径也不同。通常,用作。其发电的稳定性也有优势,20多年管道燃气时,天然气的输送压力较高(2～10MPa),来,全世界已投入运行的机组还未发生过因故障导〔12〕压力火用大,低温火用相对较小,可有效利用其压力致的停电事故。火用;而供给电厂发电用的LNG,汽化压力较低(0.
