液化天然气冷能利用的原理及利用方式

液化天然气（LNG）在汽化过程中会释放大量冷能,如果这部分冷能被成功回收利用,其节能效果和对系统效率的提高都十分显著。文中对LNG冷能从冷量利用和冷量回收的角度进行分析,把LNG冷能回收方式分为冷量利用与冷量回收,揭示了目前各种LNG冷能回收利用形式的能量利用实质：发电、空分冷冻中主要是利用LNG的冷量;冷藏、空调和制干冰利用了LNG的冷量。最后对不同的冷能回收系统提出指导性建议：动力回收系统中,应充分利用其在低温下的高品质能量;冷量回收系统中应减少跑冷。     

基于LNG冷能利用的低温冷库与冷能发电系统的集成

为提高液化天然气(LNG)冷能的利用效率,在对低温冷库利用LNG冷能进行(火用)分析的基础上,以甲烷和乙烷混合物(两者质量比为65∶35)为工质,将利用冷能发电的Rankine循环与利用LNG冷能的冷库制冷过程进行集成,以便在供应冷库所需的冷能不变的情况下,将深冷部分的LNG冷(火用)转换为电能.文中还对影响Rankine循环发电效率的参数进行分析.研究结果表明,集成后的系统在满足冷库所需冷能的基础上,使每吨LNG的冷能还可发电约15.5kW·h,LNG冷(火用)的利用效率从38.5％提高到54.0％.     

液化天然气冷能利用途径初探

随着我国天然气进口量的大幅增长,绿色环保的伴生型能源LNG冷能利用引起了广泛重视.文章从阐述LNG冷能及能源价值入手,对LNG冷能的主要利用技术进行了分析,对LNG冷能在国内的利用途径进行了探讨,提出了冷能发电的实际可行性及大规模利用的方法.     

利用LNG梯级冷能的冷库系统构建与载冷剂选择

分析了LNG冷能的梯级利用方式,对LNG冷能冷库系统从工艺角度进行设备、流程的研究,并作载冷剂选择.以LNG冷能评价分析指标,对某小型LNG冷能利用项目进行了经济性计算.结果表明:与常规电动压缩式冷库相比,在考虑设备造价与折旧率的情况下,以运行费用减少折算的冷库系统投资回收期仅为1.11年.因此,LNG冷能的第三级用于低温冷库是合理的冷能利用方式,既可以简化冷库系统的结构,减少设备投资费用,又能回收大量的LNG冷能,明显降低冷库运行的电耗,具有较高的节能经济性.     

LNG冷能利用与废旧橡胶低温粉碎的集成优化

为降低废旧橡胶低温粉碎生产精细胶粉的能耗,提出了集成利用LNG冷能的废旧橡胶液氮低温粉碎法和低温氮气粉碎法的模型,研究结果表明：⑴ 空分装置利用LNG冷能,可将液氮等液体空分产品的生产能耗降低60.2％,利用LNG冷能可节省用电244.3kW•h/t,冷能利用的火用效率达到60.7％,可为废旧橡胶低温粉碎装置提供廉价的液氮;⑵ 如果紧临LNG接收站建立废旧低温粉碎装置,直接空分副产的氮气和LNG冷能生产低温氮气用于废旧橡胶的冷冻和粉碎,相对空气涡轮膨胀机制冷法,利用1.0t LNG携带的冷能可节省用电342.9kWh,冷能利用的火用效率为63.4％。     

废旧橡胶低温粉碎中LNG冷能利用的集成分析

为降低废旧橡胶低温粉碎生产精细胶粉的能耗,提出了集成利用液化天然气(LNG)冷能的液氮冷冻粉碎法和低温氮气冷冻粉碎法两种工艺,并对其进行用能分析.研究结果表明:(1)空分装置利用LNG冷能生产液氮,产品能耗可降低60.2%,利用每吨LNG的冷能可节省用电244.3kW · h,冷能利用的效率达到60.7%,精细胶粉的生产能耗可降低126.4kW · h/t;(2)废旧橡胶低温粉碎装置紧邻LNG接收站时,直接利用空分装置副产的氮气和LNG冷能生产低温氮气用于废旧橡胶的冷冻和粉碎,相对于空气冷冻法,精细胶粉的生产能耗可降低437.3kW · h/t,利用1吨 LNG的冷能可节省用电276.3kW · h,冷能利用的效率为70.7%.     

基于液化天然气冷能的燃气轮机发电循环

在对液化天燃气(LNG)冷量Yong进行分析的基础上，提出对该冷能进行回收．结果表明，以燃气轮机排气为高温热源，以LNG为低温热源构建的二次冷媒朗肯循环，充分回收利用了LNG冷能，避免了传统的用海水加热气化LNG带来的能源浪费和生态环境破坏、在高温季节，还可以利用LNG冷能冷却燃气轮机的进口空气，以增加电厂出力．分析表明，在较高的环境温度下，空气温度每降低10℃，系统出力平均增加10％，效率也提高了2％左右，系统总的Yong效率保持在50％左右。     

基于液化天然气冷能的燃气轮机发电循环

在对液化天燃气 (LNG)冷量进行分析的基础上 ,提出对该冷能进行回收 .结果表明 ,以燃气轮机排气为高温热源 ,以LGN为低温热源构建的二次冷媒朗肯循环 ,充分回收利用了LNG冷能 ,避免了传统的用海水加热气化LNG带来的能源浪费和生态环境破坏 .在高温季节 ,还可以利用LNG冷能冷却燃气轮机的进口空气 ,以增加电厂出力 .分析表明 ,在较高的环境温度下 ,空气温度每降低 10℃ ,系统出力平均增加 10 % ,效率也提高了 2 %左右 ,系统总的效率保持在 5 0 %左右基于液化天然气冷能的燃气轮机发电循环@王强$西安交通大学能源与动力工程学院!71…     

LNG冷能用于冷库的系统设计及分析

为了将LNG(Liquefied Natural Gas)冷能作为冷库的冷源,以节省投资、减少电耗、降低冷库的生产成本,结合福建LNG总体项目,确定了LNG冷能用于冷库的系统流程与运行模式,并以供气规模为4 000万m3/年的气化站为例,进行了系统节能分析和计算.结果表明:在冷库系统冷量回收率为33%的情况下,该气化站可回收冷量的年冷量收益为611.3万元,投资回收期小于1年.因此,利用LNG冷能作为冷库的冷源是一种可行的方式,具有显著的节能效果和经济效益.     

LNG动力船燃料冷能综合利用研究

为实现LNG动力船燃料冷能的利用,以设计中超大型油船(VLCC)为代表船型,对其进行理论计算和对比,验证LNG燃料冷能在船舶上梯级利用的可行性.设计一套LNG冷能综合利用的具体方案,满足海水淡化、船舶空调和船舶冷库的需求,并结合船舶主柴油机烟气余热进行低温冷能发电.利用软件Aspen HYSYS进行模拟计算,以系统总效率为主要目标函数,对比分析不同冷媒条件下各主要参数对系统性能的影响,最终确立一套最优方案.模拟结果表明,朗肯循环发电冷媒采用R170,降低关键节点NG-3温度,降低冷凝压力,提高蒸发压力,可显著提高系统的性能.     

LNG冷能发电技术的初步研究

阐述了液化天然气（LNG）的基本特点和LNG冷能利用的经济性，详细介绍了目前国内外LNG冷能利用的现状。结合汽轮机的发电技术和LNG的冷能特性，提出了一种联合法的LNG冷能大温差发电技术循环，说明了低温能量利用的原理，这对于发电技术的改进和LNG冷能利用都具有一定的参考价值。     

回热式有机朗肯循环冷能发电系统变热源温度实验研究

针对当前开展液化天然气冷能发电的实验研究难度大且实验参考的数据少等问题,提出一种以R290为循环工质、液氮为冷源的回热式有机朗肯循环(ORC)冷能发电实验系统。通过实验研究,探索热源温度在20～55℃范围内,机械输出功、发电量、功电转换效率、热效率和冷能利用率等重要性能参数随热源温度变化的规律,并与常规ORC冷能发电系统进行比较。结果表明：在一定范围内,热源温度的增加有利于提升ORC冷能发电系统的总体性能,且系统存在一个与冷源匹配的最佳热源温度;当冷热源处于最佳匹配时,回热循环对ORC冷能发电系统的机械输出功、发电量、热效率和冷能利用率等参量有明显的提升,分别增加了26.2%、12.7%、16.4%和16.6%,但功电转换效率出现降低,下降了10.7%。这些规律将对系统运行时关键参数的调整和控制以及优化设计提供一定的参考依据。     

基于FLACS的LNG浮式转接驳作业中的泄漏扩散分析

以LNG浮式转接驳设计方案为例，对其与17.4万m³及3万m³ LNG运输船实施LNG过驳作业过程中发生LNG/NG泄漏的高风险场景进行定量风险评估。将不同风向下LNG泄漏后可燃蒸气云扩散结果按照同等浓度水平进行叠加，据此确定LNG传输作业的安全区域。     

LNG储罐预冷小结

本文介绍了LNG的性质、LNG储罐的结构以及预冷过程的操作步骤,较好的保护了设备的使用寿命。     

低温相变蓄冷材料热物性的高精度预测模型

针对实验法研究低温蓄冷材料性能耗时长、误差大、低温实验条件苛刻等问题,提出了基于SRK-UNIFAC方程计算液相逸度,采用虚拟路径参考态法求取固相逸度的热力学方法来模拟研究低温相变蓄冷材料.利用改进的方法预测复合低温固液相变材料的共晶点、共晶配比及熔化焓等热物性质,结果表明,新方法的准确度较高,与实验法的精度误差小.以液化天然气(LNG)冷能空分装置为例,通过建立的高精度模型预测相变材料热物性可有效地进行蓄冷装置的选材及应用.     

内河LNG水上加注站建设制约因素的探讨

LNG水上加注站作为LNG动力船推广的主要配套设施,其建设成网对于国家大力推广LNG动力船,减少水运行业船舶污染具有重要意义.然而在项目具体推进过程中,船舶气体污染物排放标准缺失,使得LNG动力船因经济上没有竞争优势而不能按计划推广;LNG水上加注站的相关技术标准、规范制定滞后,又造成LNG水上加注站缺少必要的法律支撑.多种因素的制约导致LNG水上加注站建设进程缓慢.     

LNG储罐内翻滚模型及翻滚现象的数值模拟研究

LNG的翻滚现象是LNG安全储存的重大隐患。目前对LNG储罐内翻滚发生的机理及过程还缺乏深入的研究。建立了LNG储罐内翻滚的物理模型和数学模型,并利用Fluent软件对密度差为0.5 kg/m3的5 000 m3储罐进行了数值模拟,清楚演示了储罐内发生翻滚的过程。研究表明:在重力的作用下,储罐内不同分层间由于密度差的存在,分层间的LNG会发生剧烈混合现象,即翻滚。通过模拟计算和分析,可以为储罐设计和实际生产操作提供依据。     

基于故障树的LNG船舶装卸货泄漏事故分析

随着全球对LNG需求的不断上升,LNG船舶不断呈现大型化发展的趋势。同时,由于LNG具有低温、易燃易爆等固有的特殊危险性,LNG船舶装卸货过程中的安全问题随之突显。因此,针对LNG船装卸货泄漏事故,基于故障树分析法对可能造成LNG船装卸货泄漏事故的船舶因素进行分析,并建立故障树模型,求出该模型的最小割集和结构重要度系数并排序,根据底事件概率算出顶事件发生概率,提出控制风险的建议措施。     

LNG应用概况

液化天然气不仅是重要的燃料和化工原料,而且蕴藏着大量的冷能。简要介绍了液化天然气应用的基本状况,着重综述了液化天然气冷能的回收利用现状,指出充分合理的发挥液化天然气的优势具有重要经济和环境效益。     

一种回收液化天然气冷能的低温动力循环系统

提出一种高效回收液化天然气冷能的低温动力循环系统．用热力学第二定律对这种循环进行了详细分析,给出了其参数的优化设计方案．计算结果显示这种方法可以回收液化天然气５０ ％ 左右的冷能．