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?xì)饧夹g(shù)研究院廣東深圳518033摘要:隨著LNG用量的持續(xù)增長,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的經(jīng)濟(jì)和社會效益。通過分析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(diào)系統(tǒng)冷源、冷庫冷源與小型冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)相結(jié)關(guān)鍵詞:液化天然氣;氣化站;冷能利用中圖分類號:TU996文獻(xiàn)標(biāo)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(xiàng)目也都在投資策劃中。截至2020年,我國近10a來,液化天然氣(ING)技術(shù)在我國日益LNG的年進(jìn)口量將超過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(fèi)中所占的比例上升到8%以上3液化工廠有上海的LNG事故調(diào)峰站、河南中原天然與此同時,LNG氣化站也得到了長足的發(fā)展。氣液化工廠和新疆天然氣液化工廠等12。同時我NG氣化站是一種小型的LNG接收和氣化設(shè)施,用國也在積極引進(jìn)液化天然氣,開拓能源供應(yīng)渠道多于接收從LNG終端接收站或液化裝置通過專用汽元化。我國引進(jìn)LNG三大項(xiàng)目—廣東、福建、上車槽槽車運(yùn)來的ING,經(jīng)氣化加臭后通海LNG項(xiàng)目近來均獲重要進(jìn)展。其中廣東大鵬灣過管中國煤化工能力。我國的山ING接收站已于2006年6月底建成投產(chǎn),規(guī)模為東CNMHG的一些城鎮(zhèn)相繼建370×104t/a。此外,江蘇如東、遼寧大連等城市的設(shè)了氣化站,向居民或企業(yè)供應(yīng)天然氣。從2000年第27卷第期煤氣與熱力www.watergasheat.com開始淄博、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(diào)系統(tǒng)冷源LNG氣化站。低溫集中式空調(diào)系統(tǒng)是指系統(tǒng)運(yùn)行時送風(fēng)溫度通常生產(chǎn)1tLNG的動力及公用設(shè)施耗電量約≤11℃的空調(diào)系統(tǒng)。低溫送風(fēng)系統(tǒng)與常規(guī)空調(diào)系850kW·h,而在LNG接收站,一般又需將LNG通統(tǒng)相比,在技術(shù)上有了很大進(jìn)步,其造價降低,運(yùn)行過氣化器氣化后使用,氣化時放出很大的冷量,其值費(fèi)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(zhuǎn)化為電力,那么1tLNC的冷能相當(dāng)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,換熱溫差達(dá)到160℃左右,容易造成空氣中水蒸源,而且減少了機(jī)械制冷大量的電能消耗,具有可觀氣cO2等氣體的凍結(jié),阻塞換熱器流道,無法正常的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。工作,從安全角度以及空調(diào)環(huán)境所要求的溫度和濕LNG氣化過程中,其釋放的冷能可采用直接或度來看都是不可行的。因此必須考慮通過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)來降低換熱溫差,即將LNG的冷量先轉(zhuǎn)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,再通過冷介質(zhì)的循環(huán)把冷量水淡化、空調(diào)和低溫養(yǎng)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(yī)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(diào)的冷源時,必須用到蓄冷技術(shù),把冷冰雪大世界”擬利用廣東LNG大型接收站量儲存起來。利用LNG冷能的低溫中央空調(diào)系統(tǒng)冷能。福建LNG莆田接收站計劃利用LNG氣化冷見圖1能,并進(jìn)行了相關(guān)項(xiàng)目的招標(biāo)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(shè)投資規(guī)模小。一個可供6×10戶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(zhèn)燃?xì)鈱Y金的需求?？諝馓幚碓O(shè)備②建設(shè)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(diào)系統(tǒng)③可實(shí)現(xiàn)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(diào)峰功能。建ING氣化站,可省去城在圖1中,LNG通過換熱器1氣化成氣態(tài)天然鎮(zhèn)供氣系統(tǒng)中的調(diào)峰設(shè)施,節(jié)省管網(wǎng)建設(shè)造價氣,然后再通過計量、加臭等過程后供城市工業(yè)、商⑤設(shè)計、制造、安裝以及陸上運(yùn)輸技術(shù)已成業(yè)以及居民用戶使用。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(yùn)輸、儲存和中完成冷量交換經(jīng)過蓄冷槽時把冷量儲存起來,待使用的安全性和經(jīng)濟(jì)性促進(jìn)了LNG氣化站的迅速用戶需用冷量時,蓄冷槽又釋放冷量供用戶使用。發(fā)展由于液化天然氣溫度過低,在選用蓄冷劑時,要保證LNG氣化站規(guī)模的大小一般根據(jù)用戶的規(guī)模其有較低的凝固點(diǎn),又要有較強(qiáng)的蓄冷能力。綜合而定用戶用氣量大,則氣化站規(guī)模就大,相應(yīng)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之氣化量也是隨時間而變化的,具有年、月、日、小時不間設(shè)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(tǒng)時,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(dá)到室內(nèi)空氣質(zhì)量要求,送入室內(nèi)。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(tǒng)有以下4種工作模式機(jī)之類的備用發(fā)電設(shè)施?？紤]到氣化站自身氣源的①單蓄冷:低溫集中式空調(diào)不工作,只有充足性,為保證站廠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(diào)及供暖需要,可選取合適的燃?xì)廨啓C(jī)建立小型冷器1和蓄冷槽。熱電三聯(lián)產(chǎn)(CCHP)系統(tǒng),見圖3②單融冰:LNG不氣化,蓄冷槽只把本身儲壓氣機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)存的冷量釋放出來供低溫集中式空調(diào)使用。電負(fù)荷③邊蓄邊供:換熱器1、蓄冷槽和換熱器2同時工作,但I(xiàn)NG氣化釋放冷量大于低溫集中式空調(diào)負(fù)荷,多余的冷量通過蓄冷槽儲存起來。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(diào)機(jī)組時工作,但LNG氣化釋放冷量不足以滿足低溫集中熱負(fù)荷氣態(tài)天然氣式空調(diào)負(fù)荷,于是蓄冷槽就釋放自身冷量滿足低溫圖3利用LNG冷能的燃?xì)廨啓C(jī)冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)集中式空調(diào)冷量。Fig 3 Gas turbine CCHP system using LNG cold energy3.2用作冷庫冷源根據(jù)文獻(xiàn)[勹],燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)口空氣溫度對系統(tǒng)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。隨著燃?xì)廨啓C(jī)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(tǒng)出力明顯提高。尤其是當(dāng)環(huán)境溫度高于30LNG冷能的冷庫系統(tǒng)(見圖2)流程與低溫集中式空℃時,空氣溫度每降低10℃,系統(tǒng)出力平均增加調(diào)冷能利用系統(tǒng)相似,不同的是冷庫庫房溫度一般10%?？諝鉁囟葹?0℃時的系統(tǒng)出力僅為5℃時為-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(dāng)環(huán)境溫度由30℃降低到5℃時,系統(tǒng)效率增加近4%。設(shè)參考文獻(xiàn)1]吳佩英.ING汽車加氣站技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用J].煤圖2利用LNG冷能的冷庫系統(tǒng)氣與熱力,2003,23(10):629-630Fig 2 Cold store system using LNG cold energy2]朱萬美,王湘寧城鎮(zhèn)燃?xì)鈿庠吹倪x擇[].煤氣與通過換熱,ING氣化成氣態(tài)天然氣供用戶使熱力,2005,25(4):48-51用,乙二醇通過換熱器獲得冷量,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冷能的動力循環(huán)分析[J.低溫工程,00,145(3):56-59.槽中,滿足冷庫用冷需要。為了保證冷庫的制冷品[4]先智偉,謝箴,世界LNG裝置現(xiàn)狀與發(fā)展[J].天然質(zhì),氣化冷量必須先經(jīng)過一種中間載冷劑再傳遞給氣與石油,2005,23(2):6-9氨液,然后再供用戶使用。該過程表明氣化所得冷[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)過蓄冷系統(tǒng),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(bǔ)LNG氣[7]王強(qiáng),厲彥忠?；谝夯烊粴饫淠艿娜?xì)廨啓C(jī)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(wěn)定,冷卻設(shè)備不需要化霜降低了基建造價和氨液泄漏量,也保證了冷藏產(chǎn)品的品質(zhì)。作者簡介:焦琳(1983-),女,江蘇邳州人,碩通過初步計算,冷量回收效率已達(dá)到40%左生,主要研究方向?yàn)長NG氣化站冷能利右,可作為氣化站冷能利用的一個重要研究方向。中國煤化工3.3同小型冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)相結(jié)合CNMHG對LNG氣化站,一般在設(shè)計時會設(shè)計柴油發(fā)電收稿日期:2006-05-12;修回日期:2006-10-2