液化天然气冷量Yong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Yong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Yong不断增大；在同一环境温度下，随着系统压力的增大，LNG冷量Yong迅速降低，当压力p大于2MPa时，LNG冷量Yong已经很小。基于LNG冷量Yong特性，首次提出将该冷量Yong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Yong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。     

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.     

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。     

基于液化天然气冷量的液体空分新流程

分析了空分装置中应用液化天然气(LNG)冷量的优势.从流程设计和现有流程改造的角度,分别提出了采用LNG冷量冷却循环氮气的液体空分装置的新方案,并采用Aspen Plus软件对其进行模拟计算.研究表明:与传统流程相比较,新方案采用LNG作为冷源冷却循环氮气后,可以代替氟利昂制冷机以及氮透平膨胀机组,取消了氮气外循环,系统得到简化,所需循环氮气量明显减少;系统最高运行压力由传统流程的4.2~5.0 MPa降低到2.3~2.6 MPa;液态产品的单位能耗从1.05~1.25 kW.h/kg降低到0.317~0.384 kW.h/kg.     

液化天然气冷量利用的集成优化

在对空气分离、低温粉碎和低温冷库等工艺利用液化天然气(LNG)冷量的损和节能量进行计算和分析的基础上,将空气分离等工艺按照"温度对口、梯级利用"的原则,集成优化利用LNG的冷量.研究结果表明:将空气分离、低温粉碎和低温冷库进行集成,各装置利用LNG冷量的损比单独使用时降低了55.7%以上;利用1.0 t LNG的冷量最多可以节省用电约349.0 kW·h,是单独用于空气分离装置节能量的1.56倍,说明集成工艺可大大提高LNG冷量的利用效率.     

15K 以下 G-M 低温制冷机的冷量计算和最佳工作压力的选定

G-M 低温制冷机是利用放气制冷原理来实现制冷过程的.对于理想气体可以采用V(p_h-p_l)来计算理论制冷量.然而,当制冷机处在15K 以下深低温工作时,由于氦气性质已远离理想气体,上述公式不再适用.本文从变质量热力学理论和实际气体性质出发,导出了G-M 制冷机制冷量的一般计算式,它可适用于各种工质以及放气过程的各种物理模型.进而利用氦气的p-v-T 关系,计算了在不同制冷温度下获取最大制冷量和最大制冷系数的最佳工作压力区域,并与理想气体模型计算的结果进行比较.结果表明,目前在G-M 机上常用的工作压力对深低温G-M机不再合宜,而应采用较低的工作压力.     

基于SOFC/GT和跨临界CO_2动力/制冷循环的冷热电联供系统性能

提出了一种新型的冷热电联供系统,通过跨临界CO_2动力循环回收SOFC/GT系统的排烟余热进行发电,利用跨临界CO_2制冷循环向用户提供冷量和生活热水.建立了该联供系统热力性能的仿真计算模型,对系统进行了能量和■分析,并对该联供系统的一些关键参数进行了敏感性分析.仿真结果表明,在设计条件下,该系统的净发电效率为61.54%,总■效率为62.24%,净发电量、供热量和供冷量分别为246.507、241.501和45.616 kW,■损失较大的部件依次为后燃室、预热器3和SOFC等.在研究的参数范围内,增大跨临界CO_2制冷循环流率或降低空气流率和跨临界CO_2动力循环流率均可提高系统的总能输出量;增大SOFC工作压力或降低空气流率和跨临界CO_2制冷循环流率均可提高联供系统的净发电效率和总■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％。     

用于冷中子源系统的氦制冷循环方案分析

为向冷中子源装置氢系统提供17．5K的低温冷源，设计了逆布雷顿循环的液氮预冷模式和4种膨胀机预冷模式，并对这5种循环模式进行热力分析和[火用]分析，获得了各循环模式下的主要热力参数并分析比较了各自的热力性质．结果表明：带液氮预冷和前置式并联膨胀机预冷2种模式的热力性能最好，[火用]效率最高；对于膨胀机预冷循环，并联模式优于串联模式，前置式优于后置式．循环系统[火用]损失部位主要在压缩机、膨胀机和换热器，减小这3部分[火用]损失的途径有以下方面：改善循环，减小系统氦的质量流量；提高压缩机的等温效率、膨胀机的等熵效率；改善换热器的内部温度、温差、压力分布及物流分配．本研究为中国先进研究堆冷中子源氦制冷系统的设计提供了数值基础。     

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。     

流体入口温度对换热器热力学性能影响的分析

采用Ｙｏｎｇ分析方法,分析了高低温换热器的热力学特性,给出了高低温温换热器Ｙｏｎｇ效率的计算式在考虑了和不考虑压力Ｙｏｎｇ损失这两种情况下,系统地讨论了冷热流体入口温度高代温换热器Ｙｏｎｇ效率的影响。     

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%.     

地热驱动有机朗肯-单级压缩制冷系统的热力学分析

建立了地热驱动有机朗肯-单级压缩制冷系统的热力学模型,根据热力学第一定律和第二定律,以系统性能系数和火用效率作为系统性能的评价指标,研究分别以R245fa,R123,R114,R141b作为循环工质时,地热流温度(发生温度)、凝汽温度和蒸发温度对系统性能的影响,并筛选出适用于中温地热能驱动的有机朗肯-单机压缩制冷系统最佳工质.计算结果表明,R141b综合性能最佳,根据典型工况下R141b作为循环工质时系统火用损的分布情况,在发生器和冷凝器处进行改进将大大提高系统的火用效率.     

太阳能喷射-压缩复迭制冷系统的性能分析

以热力学第一定律和热力学第二定律为基础,建立太阳能喷射-压缩复迭制冷系统的分析和能量分析模型,分析发生温度、中间温度、冷凝温度和蒸发温度等运行参数对系统性能的影响,选取对系统最佳的运行参数.结果表明:发生温度升高,性能系数(COP)小幅度下降,效率先增加后趋于平缓;中间温度升高,COP随之减小,而效率随之增加;冷凝温度上升,导致COP和效率随之降低;蒸发温度上升,导致COP和效率随之增加;当发生温度为85 ℃,中间温度为24 ℃时,系统的性能最优.     

耦合吸附吸收制冷系统的实现及其特性

针对现有吸附制冷系统采用单组分工质作为吸附质导致系统的压力偏高或偏低，且吸附、吸收式制冷效率较低的状况，根据吸收式制冷和吸附式制冷的工作原理及特点，提出了耦合吸附吸收制冷的新技术；同时分别采用13X分子筛、氯化钙和硅胶作为吸附剂，双组分工质氨一水为制冷工质，在不同脱附温度和氨水含量下进行研究．实验结果表明，与使用单组分工质一水比较，系统性能系数可提高2倍以上；由于将脱附蒸汽的冷凝过程设计成吸收过程，因而使系统在常压下运行成为可能．该研究结果为高效率低成本制冷机的研制提供了理论基础．