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。     

接收站冷能空分的技术探讨

天然气液化过程当中消耗的能量可以在气化过程中部分回收。本文通过结合粤东LNG建设项目拟定的冷能空分的冷能利用技术探讨，推动LNG冷能综合利用项目的全面开展。     

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…     

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％.     

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。     

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%.     

影响冷凝分离法轻烃回收液化率的因素及其应用

选取国内四种典型的天然气组成,通过SHBWR真实气体状态方程进行平衡计算,考察影响冷凝分离法轻烃回收C3及C+3液化率的因素,指出提高冷凝分离法轻烃回收液化率的方法。     

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。     

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％。     

液化天然气冷量利用分析及集成优化

为提高液化天然气（LNG）冷量的利用效率，文章通过建立空气分离、低温粉碎和低温冷库等用冷装置的工艺模型，对各装置单独利用LNG冷量时的节能效果和利用过程的火用损进行了计算和分析，并在此基础上将空气分离、低温粉碎和低温冷库进行集成，按照“温度对口、梯级利用”的原则利用LNG的冷量。集成方案中，约-150℃的高压LNG先经空气分离装置利用冷量，再将从中抽出的一股约-101.8℃的LNG用于低温粉碎装置和低温冷库。通过模拟计算，结果表明集成利用时各装置利用LNG冷量的火用损比单独使用降低55.7％以上，使用单位LNG的冷量节省电量最大可达349.0 kWh/t，是单独用于空气分离装置省电量的1.56倍，大大提高了LNG冷量的利用效率。     

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.     

乙烯深冷分离工艺中LNG冷能利用的可行性

充分利用液化天然气（LNG）携带的冷量,不仅可降低下游天然气供气成本,还可减少LNG汽化带来的环境污染;传统乙烯深冷分离工艺需压缩制冷系统提供不同温位的冷量分离裂解气,消耗大量压缩功耗.将LNG冷量用于30万吨/年乙烯装置的深冷分离工艺,取代部分压缩制冷负荷的集成利用研究结果表明:LNG冷量在乙烯分离工艺中的利用率达76.5％,可替代原工艺中的冷量负荷约22472 kW,节省丙烯、乙烯、甲烷冷剂三机压缩制冷的功耗约11968 kW,大大降低乙烯装置的能耗成本.但LNG冷量仅与乙烯分离工艺集成,传热过程火用效率较低,建议将LNG冷量集成利用于两种或以上冷量利用工艺中,从而减少利用过程的冷火用损失,提高LNG冷量的利用效率.     

吸收LNG冷能的丙烷冷凝器低温传热性能

利用丙烷作为中间介质回收LNG冷量是解决LNG冷能利用过程中大温差传热问题的有效途径。对超临界LNG丙烷在冷凝器中的传热进行理论研究。根据丙烷所处的状态将LNG与丙烷的传热分为过热区、两相流区及过冷区。通过参数分析研究丙烷入口温度、冷凝器尺寸、丙烷流量等对冷凝器整体传热结果的影响规律。结果表明:适量增大LNG流量、减小丙烷通道的尺寸有利于LNG冷量的回收,而过热丙烷的入口温度对LNG冷量的回收影响不大;提高冷凝器传热效能的途径包括:找出最佳丙烷入口温度、适当减小丙烷流量以及减小丙烷通道尺寸。     

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.     

液化天然气冷藏车冷量回收理论与稳态实验研究

根据我国冷藏运输行业发展现状和趋势以及液化天然气(LNG)汽车的普及与推广,分析了回收LNG冷量用于冷藏车的优越性和可行性,并对其冷量进行了匹配计算,提出了清洁、环保、节能的直冷式LNG低温冷藏车流程方案.由于LNG的危险性,以液氮为替代工质,开展了直冷式低温冷藏车冷量回收稳态实验研究.结果表明:系统稳态运行效果理想,LNG气化复温所提供的冷量充足;冷藏厢内温度能顺利降低到-20℃,厢内各测点温差在4℃以内,降温速度和温度场的均匀性都符合相关规范技术要求;系统方案切实可行,节能效果明显,具有显著的经济和社会效益.     

液化天然气冷量的特性及在汽车制冷中的回收利用

对“绿色”汽车燃料———液化天然气 (LNG)具有的冷量及其影响因素进行了分析 .结果表明 :在不同系统压力下 ,随着环境温度的升高 ,LNG冷量不断增大 ;在同一环境温度下 ,随着系统压力的增大 ,LNG冷量迅速降低 ,当压力p大于 2MPa时 ,LNG冷量已经很小 .基于LNG冷量特性 ,首次提出将该冷量进行回收 ,用于汽车制冷 (如低温冷冻、冷藏或汽车空调 ) ,以替代传统的蒸汽压缩制冷装置 ,减少额外功的输入 ,从而节约大量的能源 ,同时还可以有效减少噪声污染 ,避免氟里昂制冷剂泄漏造成的臭氧层破坏及温室效应 ,有利于环境保护     

车用汽油替代燃料生命周期能源消耗和排放评价

建立了石化汽油、乙醇、甲醇、液化石油气、液化天然气、压缩天然气等汽油替代燃料生命周期能源消耗和排放评价模型,提出汽油替代燃料生命周期净能源外部成本指标,并进行生命周期能源消耗和排放评价.结果表明,与汽油比较,乙醇、煤制甲醇的生命周期净能源外部成本升高,天然气制甲醇、液化石油气、液化天然气、压缩天然气的生命周期净能源外部成本降低.从降低生命周期净能源成本角度出发,天然气制甲醇、液化石油气、液化天然气、压缩天然气是优先选择的汽油替代燃料.