LNG冷能发电方式及其比较分析

随着我国LNG产业的快速发展,冷能发电成为有效利用LNG气化冷能的关键技术之一。探讨了我国LNG冷能发电产业的发展方向和技术路径,详细论述了LNG特性、冷能发电方式和技术路线选择等三个方面,总结了有机朗肯类循环发电方式的优缺点,计算给出实例分析和对比。总体上,LNG因产地、运输、排气压力等因素,可利用的冷能有显著差异。直接膨胀发电和单组分中间介质发电技术最成熟,但混合组分中间介质效率更高。混合工质技术路线将是我国未来发展最可行的技术路线。

基于LNG冷能发电的朗肯循环关键参数分析优化

经过对传统两级低温朗肯循环进行模拟分析,为了提高系统的净输出功,提出了改进的两级低温朗肯循环系统。在系统初始参数与循环工质不变的情况下,以改进的两级低温朗肯循环的净输出功为研究对象。利用HYSYS过程模拟软件对其进行了逐级分析优化,得到优化后系统的关键参数为:系统低、高温级循环中工质的蒸发压力分别为4.2、0.64 MPa,冷凝压力均为0.1 MPa,LNG的气化压力为1.2 MPa,此时系统的净输出功最大。

一种新型高效的LNG冷能发电朗肯循环

中国LNG冷能的利用技术亟待提高,以获得较高的冷能回收率,而冷能发电是一种重要的LNG冷能利用手段。提出了一种改进的朗肯循环发电系统,采用轻烃类混合物作为循环工质,优化了流程,大大减小了LNG与发电介质换热器的换热温差,从而降低了换热的不可逆损失,提高了冷能利用率和发电量。为探究改进系统的性能提升情况,对浙江某一LNG接受站的数据进行模拟,对比改进前后两种系统在不同的海水热源温度与两种LNG成分下的单位发电功率与冷能回收率。结果表明在18.84℃海水温度、贫液LNG条件下,相较于常规朗肯循环发电系统,改进系统的LNG换热器对数平均温差下降14.82℃,单位发电功率从16.90 kW·h/t提高到25.76 kW·h/t,冷能回收率从19.14%提高到29.16%。

江苏LNG冷能发电IFV应用探索

接收站冷能利用方式除了冷能空分外,可以以大规模冷能利用的方式为冷能发电。介绍国外液化天然气接收站冷能发电情况,分析国内液化天然气接收站冷能发电发展现状,研究不同LNG冷能发电方式,根据江苏LNG冷能利用情况,对利用IFV进行冷能发电可行性进行了研究,并提出了冷能利用建议。

LNG冷能发电工艺流程选择的研究

液化天然气(Liquefied NaturalGas,简称LNG)蕴含着大量的冷能。发电是冷能利用的一种方式之一。本文以中海油某公司LNG冷能发电项目作为优化对象,采用石油化工模拟软件Aspen HYSYS从净发电量和装置投资经济性两个方面对不同发电工艺流程进行了对比,并对低温Rankine循环工艺流程进行了参数优化。结果表明:Rankine循环发电流程冷能利用率及经济性综合指标优于其它流程;通过对低温Rankine循环流程进行工艺参数优化得出,膨胀后压力变化对净发电量的影响程度高于膨胀前压力变化对净发电量的影响;系统净发电量随着膨胀后压力的增加,呈现先增加后降低的趋势。

每年减碳1万t 有望实现零碳电力 国内首台套冷能发电装置完成并网发电调试

近日,申能集团旗下上海液化天然气有限责任公司(简称上海LNG)冷能发电试车团队传来好消息,当前正在调试的国内首台套冷能发电装置成功通过性能及可靠性试验,期间最大发电功率达3000 kW以上,装置安全可靠,并达到各项性能指标。上海LNG冷能发电装置为国内首套、目前世界上最大规模的冷能发电装置,设计年发电量2400万kWh,每年可减少能耗近7000 tce,减少碳排放约1万t。该装置不仅有效开发利用了多余冷能,也填补了我国在冷能发电领域的空白。

液化天然气冷能发电系统参数分析与工质选择

为了对液化天然气(liquied natural gas,LNG)冷能发电系统参数及工质选择进行分析,以单级朗肯循环为基础,选取不同工质,对LNG低温冷能发电亚临界循环基本参数进行了模拟分析,确定了几种典型工质的最佳运行参数.结果表明:以系统净发电量为评价标准,工质存在最佳蒸发温度,最佳蒸发温度越高,净发电量越大;结合低温动力循环工质选择原则,最终优选出以R290为低温动力循环系统工质、11.08℃为最佳蒸发温度构建的单级冷能系统净发电量为81.34 kW,研究结果为LNG冷能发电系统的进一步优化提供了参考.

基于LNG冷能利用的低温冷库与冷能发电系统的集成

为提高液化天然气(LNG)冷能的利用效率,在对低温冷库利用LNG冷能进行分析的基础上,以甲烷和乙烷混合物(两者质量比为65∶35)为工质,将利用冷能发电的Rankine循环与利用LNG冷能的冷库制冷过程进行集成,以便在供应冷库所需的冷能不变的情况下,将深冷部分的LNG冷转换为电能.文中还对影响Rankine循环发电效率的参数进行分析.研究结果表明,集成后的系统在满足冷库所需冷能的基础上,使每吨LNG的冷能还可发电约15.5kW.h,LNG冷的利用效率从38.5%提高到54.0%.

LNG冷能发电制氢及液化的综合能源系统研究

目的为实现LNG冷能的回收利用、氢气的绿色制取和液态储运的多重目标,提出LNG冷能发电作为电解水制氢的电力来源,同时提供氢液化用能,并辅助氢预冷的一套综合能源系统。方法使用HYSYS软件对LNG冷能发电循环及氢液化进行模拟测算,建立系统中各单元物料与电能匹配关系的数学模型,通过模型求解获得了直接膨胀、朗肯循环、联合循环3种发电方式在不同外输压力下的年液氢产量。结果LNG年接收量为300×10^(4)t时,综合能源系统液氢产量约1420~3790 t/a。结论在相同外输压力下,制氢效率相同时的联合循环发电制氢效益最明显;其他条件相同时,随外输压力的增大,制氢量呈下降趋势;同等条件下,PEM电解制氢效益优于碱性电解法。

LNG冷能发电系统工质优化研究

采用基团贡献法对LNG-海水发电系统工质流程进行筛选和构建,对选定的工质流体设定实际边界条件,给出了初步设计方案,并进行相关的验证。研究结果表明,提高了工质的冷凝温度曲线与LNG的蒸发温度曲线的匹配程度,达到了高效利用LNG冷能、冷火用的目的,证明了基团贡献法应用于LNG冷能发电系统工质优化研究过程的可行性及有效性。

回热式有机朗肯循环冷能发电系统变热源温度实验研究

针对当前开展液化天然气冷能发电的实验研究难度大且实验参考的数据少等问题,提出一种以R290为循环工质、液氮为冷源的回热式有机朗肯循环(ORC)冷能发电实验系统。通过实验研究,探索热源温度在20~55℃范围内,机械输出功、发电量、功电转换效率、热效率和冷能利用率等重要性能参数随热源温度变化的规律,并与常规ORC冷能发电系统进行比较。结果表明:在一定范围内,热源温度的增加有利于提升ORC冷能发电系统的总体性能,且系统存在一个与冷源匹配的最佳热源温度;当冷热源处于最佳匹配时,回热循环对ORC冷能发电系统的机械输出功、发电量、热效率和冷能利用率等参量有明显的提升,分别增加了26.2%、12.7%、16.4%和16.6%,但功电转换效率出现降低,下降了10.7%。这些规律将对系统运行时关键参数的调整和控制以及优化设计提供一定的参考依据。

液化天然气冷能发电

由于天然气液化温度很低,因此液化天然气具有品质颇高的冷热能。本文主要介绍了国际上常用的几种 LNG 低温动力发电系统。

燃气电厂LNG一体化冷能发电系统参数研究

在燃气电厂与LNG 站一体化建设的基础上以丙烷作为循环工质构建低温Rankine 循环,以余热锅炉废热作为热源,利用LNG 气化冷能发电,进行了模拟计算。结果表明,余热锅炉的废热利用,可以有效地提高丙烷蒸发压力和蒸发温度。降低汽轮机排汽压力,循环的净发电量和冷能利用率均出现先增加后降低的趋势。分析和确定了该循环的最佳参数。

我国LNG冷能发电发展的制约因素和对策探讨

针对因LNG大规模进口而产生的巨量冷能无法有效利用,而LNG冷能发电发展又存在困难等问题,论述了LNG冷能利用的前景、政策支撑和冷能发电技术进展,探讨了影响我国LNG冷能发电的技术瓶颈、经济性计算方法、前期规划和安全等多重因素。同时,指出了LNG冷能发电系统集气化与发电为一体,投资回收期计算方法纳入部分气化收益后,具有良好的经济性;冷能发电系统应该规划成“内嵌式”而非“外挂式”,才利于后续LNG冷能发电系统的建设。

提高LNG冷能发电利用效率的仿真研究

简单介绍了LNG冷能和压缩空气储能耦合模型。为了提高该耦合系统的冷能利用效率,提出了系统热效率η1余热利用效率η2,以便能够更加综合准确地评价系统性能。根据热力学原理,在Aspen plus中选取PSRK方程,模拟并分析了随着系统模型中压力和温度等关键参数的变化,两个效率的变化机理。

液化天然气冷能发电复合流程的构建及能效分析

为了探究液化天然气(LNG)冷能发电和NG(天然气)烟气的余热回收,提出由级联朗肯循环与LNG直接膨胀构成的一体化工艺流程.根据LNG气化过程中物理释放特性,结合NG烟气余热特点,确定工艺流程中各个节点的热工参数,开展工艺流程的热力学分析,以论证工艺流程的理论可行性.对LNG气化压力对系统热力学性能的影响进行分析.研究结果表明,LNG直接膨胀与朗肯循环一体化工艺符合热力学基本定律,具有理论可行性,是LNG冷能发电的有效途径之一.在一体化系统中,LNG冷能发电量为55.52kW·h/t,烟气余热回收效率为41.17%,冷能利用的效率为16.25%.主要的损失集中于各个换热器上,占系统总损失的87.86%.随着LNG气化压力的增大(0.2~2.0 MPa),系统的损失降低,系统的效率升高.

LNG船冷热综合利用方案中冷能发电系统的研究

本文以采用燃气轮机为主机的液化天然气运输船为研究对象,提出了一种液化天然气冷热综合利用方案,包括闪蒸气再冷凝系统、两级朗肯循环发电系统、空调制冷系统以及燃-蒸联合动力循环。通过改变两级发电系统的结构,提出三种不同的发电方案,并利用HYSYS软件对各方案进行模拟计算,通过[火用]分析选出最佳方案。研究该方案在不同液化天然气进口温度与气化压力下发电系统[火用]效率与膨胀机总发电功率的变化规律,最后对该方案进行经济性分析。结果表明:该方案的系统[火用]效率为25.88%,膨胀机总发电功率为340 kW,通过提高液化天然气进口温度与气化压力可增大系统[火用]效率,但膨胀机总发电功率会随之降低。

基于无油螺杆膨胀机的LNG冷能发电系统的试验验证

液化天然气中蕴含着大量的冷能,采用低温朗肯循环法对冷能进行回收,是LNG冷能发电工艺研究的趋势。对低温朗肯循环法LNG冷能回收发电系统的过程进行了理论分析,分析结果表明:冷凝器的损失最大,其占整个系统损失的比例为85.57%。这是因为冷源LNG的温度非常低,可用的冷量非常大,冷凝器设计的换热面积偏小,LNG在冷凝器中没有进行充分的换热,最后仍然以很低的温度流出冷凝器,其大量的冷量没有得到充分利用,导致了严重的损失,因此,建议后续研究采用多级分段回收利用,提高冷回收率。在此基础上,还开展了基于无油螺杆膨胀驱动机的LNG冷能发电系统的试验研究,试验结果表明:利用LNG通过动力循环气化带动无油螺杆膨胀机做功发电,系统简单,可靠性高,热力性能稳定,变工况适应能力强,是一种值得推广的应用方式。

LNG冷能发电技术的初步研究

阐述了液化天然气(LNG)的基本特点和LNG冷能利用的经济性,详细介绍了目前国内外LNG冷能利用的现状。结合汽轮机的发电技术和LNG的冷能特性,提出了一种联合法的LNG冷能大温差发电技术循环,说明了低温能量利用的原理,这对于发电技术的改进和LNG冷能利用都具有一定的参考价值。

LNG接收站冷能发电方式初探

天然气是高效、优质、清洁的能源,它的开发与应用越来越受到重视,已成为我国的主要能源供应之一。介绍了LNG接收站LNG冷能发电的几种常见方法,并结合实际项目,试图提出一种或多种较为合理和经济的冷能发电方案。同时给出了实际项目中,可能的冷能发电工艺流程示意框图、发电机配置的初步设想;分析了存在的问题和困难。最后肯定了LNG冷能发电对于能源节约的意义。