液化天然气(lng)冷能回收及其利用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 液化天然气(LNG)冷能回收及其利用 【摘 要】随着天然气利用技术 的不断发展，液化天然气（LNG）的产 业也取得了突破性的发展，由于 LNG 中蕴藏着极大的冷量，因此在当前社会 的生产生活中都能够发挥重要的作用。 由于全球能源储量较为紧张，随着 LNG 销量不断的上升，合理的 LNG 冷 能使用显得尤为重要。文章分析了 LNG 冷能的实际应用情况，具体有利 用冷能发电、液化分析空气、干冰和液 态二氧化碳的制取、仓库冷冻和储粮等， 同时对 LNG 冷量利用中存在的问题和 对策进行了分析。 中国论文网 /1/view-13039801.htm 【关键词】液化天然气；冷能回 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 收；利用 LNG 的使用范围非常的广泛， 主要通过输气管网将气化后的 LNG 向 各类用户进行输送，在我国的汽车燃料、 工业燃料、化工原料、燃气空调以及城 市燃气中都得到了大量利用。LNG 的 气化过程大约有 830kL/kg 的低温能量 产生。利用天然气气化器可以使这些冷 量被海水、蒸汽、空气乙二醇以及导热 油进行吸收，但是其中的冷量火用并没 有完全得到利用，因此导致了大量冷量 火用被浪费。所以加强 LNG 冷能的高 效利用具有十分重要的现实意义。 一、LNG 冷能利用分析 （一）利用冷能发电 （1）膨胀发电。当 LNG 从管道 或者低温储罐出来的时候，利用低温泵 将 LNG 加压，再通过汽化器将 LNG 气 化成高压天然气，从而对膨胀机进行驱 动继而使发电机发电。整个发电过程中 使用的主要是 LNG 的压力能，汽轮机 进出口气体的压力比决定了冷量回收量 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 1。虽然膨胀发电能够利用 LNG 冷能 发电，并且对设备的要求要低且循环过 程较为简单，但存在着一定的缺陷。膨 胀发电没有较高的发电效率，发电功率 比较低、仅能回收 24%的冷能膨胀发电 需要配合其他 LNG 冷能利用方法共同 使用。 （2）将蒸汽动力循环的冷凝温 度降低。利用低温的 LNG 来作为冷凝 剂来使用，将冷量通过冷凝器向另一介 质上进行转移，由于环境和介质之间存 在温差，使介质在蒸汽动力循环中做功， 以促使发电机发电。低温介质的不同对 冷能的利用效率有着较大的影响，因此 一定要选择合适的工作介质来进行发电。 工作介质的选择对象主要有甲烷、乙烷、 丙烷、乙烯或者这些单组份的混合物。 使用单组份的工作介质只有 18%的冷能 回收率，而碳氢化合物的工作介质能够 达到前者两倍的冷能回收率。在当前的 生产中，通过都是将膨胀发电和此方法 结合使用，通过提高天然气输送压力就 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 能够使更多冷能被回收，从而使冷能的 回收率得到进一步提升。 （3）降低气体动力循环的吸气 温度。气体动力循环的形式之一就是燃 气轮机循环。在燃气轮机中，通过将燃 汽轮机的吸气温度降低，明显提高循环 效率和循环做功。为了提高机组的工作 效率通常都是使用 LNG 来对空气进行 预冷，增加发电量。但由于 LNG 气化 温度太低的原因，在中间载冷剂的选择 上要使用比较容易会发的介质，顺利的 向空气传递冷能。冷能传递的温度一定 要控制好，必须要超过 0，从而避免 冷却装置上的水蒸气发生冻结，造成冰 堵情况的发生。 （二）液化分离空气 分离空气的常规方法就是液化空 气法，通过氟利昂冷冻机将工质膨胀透 平制冷来实现液化分离空气，将氧气、 氩气、氮气提取出来。利用 LNG 冷能 分离空气的过程，使利用工质氮气换冷， 通过氮气冷却来进行的。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 利用 LNG 的冷能来实现空气的 液化分离，不但有效降低设备建设的费 用，也降低了液氧和液氮的单位耗能。 传统的空气液化分离需要消耗大量的电 能，而通过 LNG 冷能来进行空气的液 化分离则能够使制冷的电力消耗得到有 效减少，因此，使用 LNG 冷能来分离 空气获得了广泛的应用。 （三）干冰和液态二氧化碳的制 取 工业生产会排放大量的二氧化碳， 因此二氧化碳的处理一直是社会各界密 切关注的问题。二氧化碳的传统液化方 式是将二氧化碳压缩之后再通过制冷设 备来实现二氧化碳的液化。通过 LNG 冷能则非常容易能够冷却二氧化碳以及 达营造二氧化碳液化的环境温度，降低 了制冷设备的工作压力。利用 LNG 冷 能能够使工厂副产品二氧化碳制造出干 冰以及液态二氧化碳，在明显降低耗电 量的同时还能够进一步的提升产品纯度。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 二、LNG 冷能回收利用中存在 的问题和对策 国内在 LNG 冷能的项目投入和 建设上起步较晚，并且发展的时间比较 短，LNG 冷能的利用率也不是很高。 国际上，除了日本根岸基地以及大阪燃 气的 LNG 接收站具有较高的冷能利用 率之外，其他的 LNG 接收站利用率都 在 20%30%，利用率都处于较低的水 平。影响 LNG 冷能利用率较低的因素 主要由以下两个方面： （一）LNG 接收站气化操作受 限制 LNG 的冷能利用项目通常都需 要保证项目的稳定性和持续性，然而由 于随着不同季节和不同时段以及下游用 户的消耗量影响，接收站 LNG 的气化 量会经常的发生变化，白天的时候 LNG 的气化量保持正常，到了夜晚， 用户用气量较少，而 LNG 的气化量也 非常的少，甚至不会继续气化，导致 LNG 的冷能利用装置无法保持稳定性 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 和连续性4。因此，在 LNG 冷能利用 的项目上通常按照最低的 LNG 冷能利 用量来进行设计，进而导致 LNG 冷能 利用规模受到限制，使利用率得不到提 升。这也是影响 LNG 冷能利用的重大 难题和挑战。 为了解决上述问题，可以采取以 下对策：在进行 LNG 接收站的地址选 择时要进行统筹规划，综合考虑冷能利 用产业的布局和配置，可以在 LNG 接 收站附近设置发电厂、化工厂、石油厂 等能够较大程度利用到冷能的企业，促 进 LNG 冷能利用的工业集群式发展。 部分地区由于没有工业集群发展模式的 基本条件，可以通过对不同的 LNG 冷 能进行集成发展，以提升 LNG 的冷能 利用效率，增加 LNG 冷能梯级利用。 （二）LNG 冷能利用项目的投 资管理模式矛盾 当前国内 LNG 接收站利用 LNG 冷能的项目非常少，大部分都是由其他 公司负责投资和建设的，由于其他公司 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 的主体与 LNG 接收站投资主体存在较 大的差异，所以 LNG 接收站在冷能利 用目上存在无法协调和不能衔接的问 题5。并且由于国内天然气定价机制的 影响，LNG 接收站的业主主要以巨额 投资项目安全稳定运行为重心，防止冷 能的利用干扰 LNG 气化的供应，因此 在一定程度上对 LNG 冷能利用造成影 响。可以从改革国内投资管理机制方面 着手，将冷能的利用与接收站进行充分 结合成为有机整体，让接收站成立子公 司，而冷能利用项目作为子公司的项目， 也可以通过将接收站和冷能利用合并到 一个母公司下，从而为冷能的有效利用 提供条件。 （三）LNG 冷能接收站地址选 择受到限制 LNG 冷能利用项目没有综合考 虑产业布局，同时冷能利用产业建设时 缺乏足够的工业用地，导致冷能用户和 需求非常的少。在 LNG 冷能项目选址 的过程中一定要进行充分的考虑，为 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 LNG 接收站附近预留出发展冷能利用 产业的必要土地资源，促进 LNG 冷能 利用产业的扩张和发展。 三、结