LNG氣化站冷能利用方式的探討

第27卷第1期煤氣與熱力Vol. 27 No. 12007年1月gas heatJan.2007液化天然氣LNG氣化站冷能利用方式的探討焦琳,王炬2,段常貴',聶廷哲(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院,廣東深圳518033;2.深圳中燃哈工大燃氣技術(shù)研究院廣東深圳518033摘要:隨著(zhù)LNG用量的持續增長(cháng),氣化產(chǎn)生的冷量也相繼增多,回收利用這部分冷能具有可觀(guān)的經(jīng)濟和社會(huì )效益。通過(guò)分析LNG冷能利用的概況及LNG氣化站的特點(diǎn),確定了比較適合氣化站冷能利用的3種方式:低溫集中式空調系統冷源、冷庫冷源與小型冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統相結關(guān)鍵詞:液化天然氣;氣化站;冷能利用中圖分類(lèi)號:TU996文獻標識碼:B文章編號:1000-4416(2007)01-0021-03Discussion on Modes of Cold Energy Utilization in LNGVaporizing StationJIAO Lin, WANG Xuan, DUAN Chang-gui, NIE Ting-zhe(1. Shenzhen Graduate School, Haerbin Institute of Technology, Shenzhen 518033, China;2. Shenzhen CG-HIT Gas Technology Institute, Shenzhen 518033, China)Abstract: With the lasting growth of LNG consumption, the cold energy produced from vaporizingprocess increases too. The recovery and utilization of this cold energy have a considerable economic andsocial benefit. By analyzing the utilization situation of LNG cold energy and the characteristics of ING va-orizing station, the three modes suitable for utilization of the vaporizing station cold energy are deter-mined, including cold source for low-temperature central air-conditioning system, cold source for coldstore and utilization for small-scale combined cooling, heat and power systerKey words: LNvaporizing station: cold energy utilization概述LNG項目也都在投資策劃中。截至2020年,我國近10a來(lái),液化天然氣(ING)技術(shù)在我國日益LNG的年進(jìn)口量將超過(guò)6000×104ta,使天然氣受到重視,相繼建成了多套生產(chǎn)裝置,已建成天然氣在一次能源消費中所占的比例上升到8%以上3液化工廠(chǎng)有上海的LNG事故調峰站、河南中原天然與此同時(shí),LNG氣化站也得到了長(cháng)足的發(fā)展。氣液化工廠(chǎng)和新疆天然氣液化工廠(chǎng)等12。同時(shí)我NG氣化站是一種小型的LNG接收和氣化設施,用國也在積極引進(jìn)液化天然氣,開(kāi)拓能源供應渠道多于接收從LNG終端接收站或液化裝置通過(guò)專(zhuān)用汽元化。我國引進(jìn)LNG三大項目—廣東、福建、上車(chē)槽槽車(chē)運來(lái)的ING,經(jīng)氣化加臭后通海LNG項目近來(lái)均獲重要進(jìn)展。其中廣東大鵬灣過(guò)管中國煤化工能力。我國的山ING接收站已于2006年6月底建成投產(chǎn),規模為東CNMHG的一些城鎮相繼建370×104t/a。此外,江蘇如東、遼寧大連等城市的設了氣化站,向居民或企業(yè)供應天然氣。從2000年第27卷第期煤氣與熱力www.watergasheat.com開(kāi)始淄博、青島、廣東龍川、浙江余姚、江蘇姜堰等3ING氣化站的冷能利用城市的氣化站相繼建成投產(chǎn),至今已建成逾80座3.1用作低溫集中式空調系統冷源LNG氣化站。低溫集中式空調系統是指系統運行時(shí)送風(fēng)溫度通常生產(chǎn)1tLNG的動(dòng)力及公用設施耗電量約≤11℃的空調系統。低溫送風(fēng)系統與常規空調系850kW·h,而在LNG接收站,一般又需將LNG通統相比,在技術(shù)上有了很大進(jìn)步,其造價(jià)降低,運行過(guò)氣化器氣化后使用,氣化時(shí)放出很大的冷量,其值費用降低,電力需求小,空氣品質(zhì)優(yōu)良,人體舒適感約830kJ/kg5。若LNG擁有的冷能以100%的效提高。率轉化為電力,那么1tLNC的冷能相當于230kW利用ING的潛熱或顯熱直接與空氣進(jìn)行換熱h電?；厥者@部分可用冷能,不僅有效利用了能時(shí),換熱溫差達到160℃左右,容易造成空氣中水蒸源,而且減少了機械制冷大量的電能消耗,具有可觀(guān)氣cO2等氣體的凍結,阻塞換熱器流道,無(wú)法正常的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。工作,從安全角度以及空調環(huán)境所要求的溫度和濕LNG氣化過(guò)程中,其釋放的冷能可采用直接或度來(lái)看都是不可行的。因此必須考慮通過(guò)中間冷介間接的方法加以利用6。直接利用方法有冷能發(fā)質(zhì)來(lái)降低換熱溫差,即將LNG的冷量先轉移至低凝電、空氣液化分離冷凍倉庫、制造液化二氧化碳海固點(diǎn)的中間冷介質(zhì)上,再通過(guò)冷介質(zhì)的循環(huán)把冷量水淡化、空調和低溫養殖栽培等;間接利用方法有用傳遞給需要冷卻的空氣,盡量減小傳熱溫差。由于空分得到的液氮、液氧來(lái)進(jìn)行低溫破碎、污水處理、ING氣化站冷量產(chǎn)生的不均勻性在利用氣化冷量低溫醫療等。其中,LNG冷能用于發(fā)電是目前LNG冷能利用的主要方式,且技術(shù)較為成熟。在我國深作為集中式空調的冷源時(shí),必須用到蓄冷技術(shù),把冷冰雪大世界”擬利用廣東LNG大型接收站量?jì)Υ嫫饋?lái)。利用LNG冷能的低溫中央空調系統冷能。福建LNG莆田接收站計劃利用LNG氣化冷見(jiàn)圖1能,并進(jìn)行了相關(guān)項目的招標工作。目前,有關(guān)小型氣態(tài)天然氣冷凍水氣化站冷能利用的報道幾乎是空白。2LNG氣化站的特點(diǎn)①建設投資規模小。一個(gè)可供6×10戶(hù)居槽民用氣的氣化站需投資500×10元左右,可大大減循環(huán)泵少發(fā)展城鎮燃氣對資金的需求?？諝馓幚碓O備②建設期短。一般0.5a左右就可建成投圖1利用LNG冷能的低溫集中式空調系統③可實(shí)現多氣源供氣,從而提高供氣的可靠Fig 1 Low-temperature central air-conditioning system性using LNG cold energy④具有調峰功能。建ING氣化站,可省去城在圖1中,LNG通過(guò)換熱器1氣化成氣態(tài)天然鎮供氣系統中的調峰設施,節省管網(wǎng)建設造價(jià)氣,然后再通過(guò)計量、加臭等過(guò)程后供城市工業(yè)、商⑤設計、制造、安裝以及陸上運輸技術(shù)已成業(yè)以及居民用戶(hù)使用。乙二醇和ING在換熱器熟絕熱技術(shù)的發(fā)展大大提高了LNG運輸、儲存和中完成冷量交換經(jīng)過(guò)蓄冷槽時(shí)把冷量?jì)Υ嫫饋?lái),待使用的安全性和經(jīng)濟性促進(jìn)了LNG氣化站的迅速用戶(hù)需用冷量時(shí),蓄冷槽又釋放冷量供用戶(hù)使用。發(fā)展由于液化天然氣溫度過(guò)低,在選用蓄冷劑時(shí),要保證LNG氣化站規模的大小一般根據用戶(hù)的規模其有較低的凝固點(diǎn),又要有較強的蓄冷能力。綜合而定用戶(hù)用氣量大,則氣化站規模就大,相應產(chǎn)生考慮各種因素選用乙二醇溶液作為蓄冷劑。為了的冷量也就多;反之,冷量就少。已建成的氣化站的防止換熱器2被凍壞,還需在蓄冷槽和換熱器2之氣化量也是隨時(shí)間而變化的,具有年、月、日、小時(shí)不間設置旁通管冷凍水與乙二醇在換熱器2中換熱均勻性。因此在選擇冷能利用方案和建立冷能利用中國煤化工。新風(fēng)和回風(fēng)混合系統時(shí),要充分考慮這些特點(diǎn),以更加合理地利用冷后通CNMHG濾等處理達到室內空氣質(zhì)量要求,送入室內。www.watergasheat.com焦琳,等:ING氣化站冷能利用方式的探討第27卷第1期該系統有以下4種工作模式機之類(lèi)的備用發(fā)電設施?？紤]到氣化站自身氣源的①單蓄冷:低溫集中式空調不工作,只有充足性,為保證站廠(chǎng)用電可靠性及操作控制室的空LNG氣化放出冷量,蓄冷槽蓄冷,工作的只有換熱調及供暖需要,可選取合適的燃氣輪機建立小型冷器1和蓄冷槽。熱電三聯(lián)產(chǎn)(CCHP)系統,見(jiàn)圖3②單融冰:LNG不氣化,蓄冷槽只把本身儲壓氣機燃氣輪機存的冷量釋放出來(lái)供低溫集中式空調使用。電負荷③邊蓄邊供:換熱器1、蓄冷槽和換熱器2同時(shí)工作,但ING氣化釋放冷量大于低溫集中式空調負荷,多余的冷量通過(guò)蓄冷槽儲存起來(lái)。燃燒室直燃型溴化鋰④邊供邊融:換熱器1、蓄冷槽和換熱器2同吸收式空調機組時(shí)工作,但LNG氣化釋放冷量不足以滿(mǎn)足低溫集中熱負荷氣態(tài)天然氣式空調負荷,于是蓄冷槽就釋放自身冷量滿(mǎn)足低溫圖3利用LNG冷能的燃氣輪機冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統集中式空調冷量。Fig 3 Gas turbine CCHP system using LNG cold energy3.2用作冷庫冷源根據文獻[勹],燃氣輪機進(jìn)口空氣溫度對系統冷庫是在特定的溫度和相對濕度條件下,對食出力的影響很大。隨著(zhù)燃氣輪機進(jìn)口空氣溫度的降品、工業(yè)原料等進(jìn)行加工或儲存的建筑物。利用低,系統出力明顯提高。尤其是當環(huán)境溫度高于30LNG冷能的冷庫系統(見(jiàn)圖2)流程與低溫集中式空℃時(shí),空氣溫度每降低10℃,系統出力平均增加調冷能利用系統相似,不同的是冷庫庫房溫度一般10%?？諝鉁囟葹?0℃時(shí)的系統出力僅為5℃時(shí)為-60~-25℃,換熱溫差要小一些。的75%。這是由于環(huán)境溫度的升高使空氣的密度氣態(tài)天然氣乙二醇氨液減小,空氣質(zhì)量流量下降引起輸出功率的下降,效率隨進(jìn)口空氣溫度的變化也較大。當環(huán)境溫度由30℃降低到5℃時(shí),系統效率增加近4%。設參考文獻1]吳佩英.ING汽車(chē)加氣站技術(shù)的發(fā)展與應用J].煤圖2利用LNG冷能的冷庫系統氣與熱力,2003,23(10):629-630Fig 2 Cold store system using LNG cold energy2]朱萬(wàn)美,王湘寧城鎮燃氣氣源的選擇[].煤氣與通過(guò)換熱,ING氣化成氣態(tài)天然氣供用戶(hù)使熱力,2005,25(4):48-51用,乙二醇通過(guò)換熱器獲得冷量,并將其儲存在蓄冷3程文龍余金寧陳則部回收PAFC廢熱與LNC冷能的動(dòng)力循環(huán)分析[J.低溫工程,00,145(3):56-59.槽中,滿(mǎn)足冷庫用冷需要。為了保證冷庫的制冷品[4]先智偉,謝箴,世界LNG裝置現狀與發(fā)展[J].天然質(zhì),氣化冷量必須先經(jīng)過(guò)一種中間載冷劑再傳遞給氣與石油,2005,23(2):6-9氨液,然后再供用戶(hù)使用。該過(guò)程表明氣化所得冷[5】朱剛,顧安忠液化天然氣冷能的利用[J能源工量必須經(jīng)過(guò)蓄冷系統,故工作模式只有3種:單蓄程,1999,(3):1-2.冷、單融冰、蓄冷融冰同時(shí)進(jìn)行。[6]朱文建張同,王海華.液化天然氣冷能利用的原理及方法[].煤氣與熱力,1998,18(2):33-35.本循環(huán)中蓄冷槽的采用不但可以彌補LNG氣[7]王強,厲彥忠?；谝夯烊粴饫淠艿娜細廨啓C發(fā)電化站冷量不均,而且加快了初冷速度,使得庫房溫度循環(huán)[J].西安交通大學(xué)學(xué)報,2003,37(5):531-534穩定,冷卻設備不需要化霜降低了基建造價(jià)和氨液泄漏量,也保證了冷藏產(chǎn)品的品質(zhì)。作者簡(jiǎn)介:焦琳(1983-),女,江蘇邳州人,碩通過(guò)初步計算,冷量回收效率已達到40%左生,主要研究方向為L(cháng)NG氣化站冷能利右,可作為氣化站冷能利用的一個(gè)重要研究方向。中國煤化工3.3同小型冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統相結合CNMHG對LNG氣化站,一般在設計時(shí)會(huì )設計柴油發(fā)電收稿日期:2006-05-12;修回日期:2006-10-2