LNG气化站冷能利用方式的探讨.docx
1.NG气化站冷能利用方式的探讨焦琳1.王坦2.段常贵1.聂廷哲2(1哈尔滨工业高校深圳探讨生院,广东深圳518033;2.深圳中燃哈工大燃气技术探讨院,广东深圳518033)摘要随着1.NG用量的持续增长.气化产生的冷量也相继增多回收利用这部分冷能具有可观的经济和社会效益。通过分析1.NG冷能利用的概况及1.NG气化站的特点.璃定了比较适合气化站冷能利用的3种方式:低温集中式空调系统冷源、冷库冷源与小型冷热电三联产系统相结合。关键词液化自然气；气化站：冷能利用中图分美号TU996文献标识码：B文章编号：1000-4416(2007)01-0021-031概述近IOa来,液化自然气(ING)技术在我国日益受到承视,相继建成了多套生产装置,已建成自然气液化工厂有上海的1.NG事故调峰站、河南中原自然气液化工厂和新疆自然气液化工厂等1、2e同时我国也在主动引进液化自然气,开拓能源供应渠道多元化，我国引进1.NG三大项目广东、福建、上海1.NG项目近来均获重要进展。其中广东大鹏湾1.NG接收站已于20Q6年6月底建成投产,规模为370xlQ4ta.此外,江苏如东、辽宁大连等城市的1.NG项目也都在投资策划中。截至2020年.我国1.NG的年进口量将超过6Oc)OXIO4ta,使自然气在一次能源消费中所占的比例上升到8%以上。与此同时.1.NG气化站也得到了长足的发展。1.NG气化站是一种小型的1.NG接收和气化设施,用于接收从1.NG终潴接收站或液扮装置通过专用汽车槽车或铁路槽车运来的1.NG经气化加臭后,通过管网供应给用户,没有液化实力。我国的山东、江苏、河南、浙江和广东等省的一些城馍相继建设了气化站向居民或企业供应自然气，从2000年起先,淄博、舌岛、广东龙川、浙江余姚、江苏姜堰等城市的气化站相继建成投产,至今已建成逸80座1.NG气化站。通常生产1t1.NG的动力及公用设施耗电量约850kWh,而在1.NG接收站,一般又播将1.NG通过气化器气化后运用,气化时放出很大的冷S1.其值约830kJkg5o若1.NG拥有的冷能以10佻的效率转化为电力,那么1t1.NG的冷能相当于230kWh电。回收这部分可用冷能,不仅有效利用了能源,而且削减了机械制冷大量的电能消耗具有可观的经济效益和社会效益：1.NG气化过程中.其释放的冷能可采纳干脆或间接的方法加以利用。干脆利用方法有冷能发电、空气液化分别、冷冻仓库、制造液化二氧化裱、海水淡化、空调和低温养殖栽培等;间接利用方法有用空分得到的液氯、液氯来进行低温破裂、污水处理、低温医疗等,其中,1.NG冷能用于发电是目前ING冷能利用的主要方式,且技术较为成熟。在我国.深圳大潞冰雪大世界”拟利用广东1.NG大型接收站冷能。福建1.NG芾田接收站安排利用1.NG气化冷能,并进行了相关项目的招标工作，目前.有关小型气化站冷能利用的报道几乎是空白。2 1.NG气化站的特点1建设投资规模小。一个可供6l04户居民用气的气化站需投资500x104元左右,可大大削减发展城镇燃气对密金的需求，,2建设期短。一般0.5a左右就可建成投产。3可实现多气源供气,从而提高供气的牢热性。4具有调峰功能.建1.NG气化站,可省去城转供气系统中的调珠设施节约营网建设造价。5设计、制造、安装以及陆上运输技术已成熟,绛热技术的发展大大提高了1.NG运输、储存和运用的平安性和经济性,促进了1.NG气化站的快速发展，1.NG气化站规模的大小一般依据用户的规模而定,用户用气量大则气化站规模就大.相应产生的冷也就多;反之,冷量就少。已建成的气化站的气化量也是随时间而改变的,具有年、月、日、小时不匀称性，因此在选择冷能利用方案和建立冷能利用系统时,要充分考虑这些特点,以更加合理地利用冷能。3 ING气化站的冷能利用31用作低温集中式空调系统冷源低温集中式空调系统是指系统运行时送风温度WUC。的空调系统。低温送风系统与常规空调系统相比布技术上有了很大进步,其造价降低.运行费用降低,电力需求小,空气品质优良.人体舒适感提高。利用ING的潜热或显热干脆与空气进行换热时换热温差达到160C。左右,简单造成空气中水蒸气、C02等气体的冻结.堵塞换热器流道.无法正常工作.从平安角度以及空调环境所要求的温度和湿度来看都是不行行的。因此必需考虑通过中间冷介质来降低换热温差,即将1.NG的冷量先转移至低凝固点的中间冷介质上,再通过冷介质的循环把冷量传递给须要冷却的空气尽量减小传热温差.由于ING气化站冷产生的不匀称性在利用气化野量作为集中式空调的冷源时,必濡用到#冷技术,把冷量储存起来.利用1.NG冷能的低温中心空调系统见图1,F*11.<Mtnpc?niturecvntmlairc<NditN>gsytiknusg1.NGcoHeneigy在图1中.1.NG通过换块器1气化成气态自然气.然后再通过计员、加臭等过程后供城市工业、商业以及居民用户运用。乙二龄和1.NG在换热卷1中完成冷量交换,经过蓄冷唔时把冷量储存起来箱用户需用冷时.蓄冷喑又释放冷供用户运用由于液化自然气温度过低,在选用蓄冷剂时,要保证其有较低的减固点,又要有较强的蓄冷实力.综合考虑各种因素,选用乙二醇溶液作为蓄冷剂，为了防止换热器2被冻坏,还需在蓄冷槽和换热器2之间设置旁通管,冷冻水与乙二醇在换热器2中换热后将冷量传递给须要降温的空气:新风和回风混合后通过换热器3,再经过除湿、过滤等处理达到空内空气质量要求,送入空内，该系统有以下4种工作模式：1单蓄冷:低温集中式空调不工作,只有1.NG气化放出冷,蓄冷槽蓄冷,工作的只有换热器1和蓄冷楮。2华融冰:1.NG不气化蓄冷槽只把本身储存的冷释放出来供低温集中式空调运用.3边蓄边供:换热器1、/冷槽和换热器2同时工作.但1.NG气化释放冷量大于低温集中式空调负荷.多余的冷通过蓄冷槽储存起来，4 边供边融:换热器1、蓄冷槽和换炖器2同时工作但1.NG气化释放冷量不足以满意低治集中式空调负荷.于是蓄冷槽就释放自身冷量满意低温集中式空调冷；5 .2用作冷库冷源冷库是在轴定的温度和相对湿度条件下.对食品、工业原料等进行加工或储存的建筑物。利用1.NG冷能的冷库系统（见图2）流程与低温集中式空调冷能利用系统相像,不同的是冷库库房温度一般为-60-25C°,换热温差要小一些“图2利用ING冷能的冷库系统Fyi2CoH*k>ny*lnnu*gIN(；coHeneqy通过换热ING气化成气东自然气供用户运用,乙二髀通过换热器荻得冷量,并将其储存在蓄冷槽中酒.意冷库用冷须要。为了保证冷库的制冷品质.气化冷量必需先经过一种中间载冷剂再传递给氨液,然后再供用户运用。该过程表明气化所得冷量必需经过蓄冷系统.故工作模式只有3种单蓄冷、单融冰、蓄冷融冰同时进行。本循环中蓄冷槽的采纳不但可以弥补1.NG气化站冷量不均而且加快了初冷速度仅得库房温度稳定,冷却设备不须要化霜.降低了基建立价和氨液泄漏量.也保证了冷藏产品的品质。通过初步计算.冷量回收效率已达到40¼左右,可作为气化站冷能利用的一个重要探讨方向。6 .3同小型冷热电三联产系统相结合对1.NG气化站,一般在设计时会设计柴油发电机之类的备用发电设施一考虑到气化站自身气源的足够性.为保证站厂用电牢靠性及操作限制室的空调及供暖须要.可选取合适的燃气轮机建立小型冷热电三联产(CCHP)系蜕,见图3,图3利用INC冷能的燃气轮机冷热电联产系统K3Ga9turt)rC(HPSysImlug1.NGcoklErr)9依据文献.燃气轮机进口空气温度对系统出力的影响很大。随着燃气轮机进口空气温度的降低系统出力明显提高.尤其是当环境温度高于30C。时,空气温度每降低IOb,系统出力平均增加10¼,空气温度为30C。时的系统出力仅为5C。时的7诙。这是由于环境温度的上升使空气的密度减小,空气质量流量下降引起输出功率的下降,效率的进口空气温度的改变也较大。当环境温度由30C°降低到5C°时,系统效率增加近4%
