LNG冷能利用技术研究进展

液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)冷能利用有利于中国冷产业低碳转型和健康发展。总结了LNG冷能用于发电、空气分离、液态CO_(2)与干冰制备、冷藏与制冰及冷冻海水淡化、食品冷加工、梯级利用等技术的典型研究成果和产业化实施情况。在此基础上,分析得出目前LNG冷能利用存在利用率低、投产项目单一等局限性。展望了以LNG冷能为核心,耦合闪蒸气(Boil-off Gas,BOG)燃烧发电、电压缩制冷、蓄冷及光伏发电和综合供能站等多种能源供给技术,以实现多能互补、储能调峰、智能调控、综合供能,形成特色区域冷产业集群,推动分布式产业协同发展的格局。

“双碳”背景下液化天然气工业园区能源耦合技术研究

以国内LNG接收站为研究对象,开展LNG工业园区能源耦合技术研究,利用电厂等项目提供的温排海水作为LNG气化的热源,为LNG接收站设计建造提供新思路,实现LNG冷能、工业余热等能源的有效利用,保护海洋环境,在园区内形成循环绿色经济体系,产生显著的经济效益和社会效益。通过分析LNG接收站常规取水工程和温排海水取水工程案例,研究技术可行性,为后续工业园区规划和配套项目的建设提供思路与参考。

LNG冷能产业综合利用方案及发展建议

简述了天然气冷能综合利用的意义、国内外天然气冷能产业发展情况;结合中石化在山东龙口、天津的实践,介绍了天然气冷能深冷发电、浅冷空调结合电解水制氢方案和天然气与炼化装置多情景冷热互换方案,指出了我国冷能综合利用存在的问题,并提出发展建议。

液化天然气冷能利用技术及其产业化进展

介绍了国内外液化天然气(LNG)冷能利用技术开发与应用进展,概述了我国LNG冷能利用技术产业化的特点。指出LNG冷能利用率较低的普遍问题,分析其原因为LNG气化过程与用冷过程在时间、空间上的不同步,以及LNG接收终端或卫星站工况背景与冷产业发展要求不相匹配等。在此基础上提出了规划前做好冷能用户调查、积极规划利用LNG卫星站冷能以及开拓冷能利用新方式等解决方案,并建议LNG接收终端或卫星站彰显本身优势,利用政府扶持进行大力发展,最终形成LNG接收站与冷能回收利用装置相结合的新型工业园区。

LNG冷能空分技术的开发与应用

随着我国LNG接收站的建设,高效利用LNG冷能具有十分重要的意义。介绍了采用自主专利技术的LNG冷能空分装置的原理、流程特点、关键技术,并介绍了LNG冷能空分装置的工业化应用实例。分析了LNG冷能空分的工业化应用中存在的一些问题,提出了相应的建议。

基于喷射制冷和除湿溶液再生的复合冷源系统优化及应用

结合低温工业余热特点和夏季空调系统温、湿度调节需求,该文根据梯级用能原理提出基于喷射制冷和除湿溶液再生的复合冷源系统,以实现工业余热的回收利用。采用数值模拟手段分析低温工业余热温度、冷冻水温度和热湿比对该复合冷源系统性能的影响。研究表明,随着低温工业余热温度和冷冻水温度的升高以及热湿比的降低,该复合冷源系统的COP增大。该复合冷源系统的COP在热湿比较大的条件下,主要受喷射制冷子系统性能的影响;在热湿比较小的条件下,主要受除湿溶液再生子系统性能的影响。该复合冷源系统具有较大的节能潜力和较好的环保效益,可用于高效回收低温工业余热。

LNG冷能用于冷库的分析

本文通过对LNG冷能用于冷库的两种制冷系统进行分析,对比各自的优缺点。通过分析,LNG冷能应用于冷库的直接蒸发制冷系统发展空间较大,换热效率及安全性比乙二醇溶液蓄冷系统高。比较了利用LNG冷能的直接蒸发制冷系统与常规机械制冷系统的差异和投资及运营成本。结果表明,利用LNG冷能的直接蒸发制冷系统的耗电量远远低于常规机械制冷系统,LNG冷能利用于冷库制冷系统有很大的发展空间。但从制冷系统的安全性、可靠性、冷源供应等方面综合考虑,常规机械制冷系统更加成熟稳定。

天然气储气库压力能发电耦合冷能利用工艺设计与研究

结合储气库天然气压力能发电及伴生冷能利用,提出适用于储气库场景的天然气压力能发电耦合冷能利用工艺,冷能用于天然气液化,提高能源转化效率的同时提升项目经济性。通过Aspen Plus软件进行工艺建模,以[火用]分析方法对比优化前后方案性能。结果表明,天然气压力能发电耦合冷能利用工艺既提高发电功率,系统[火用]效率提高24.56%;回收冷能用于作为LNG工艺冷源,每年可节电3.433×10^(7)kWh,节能降碳效果良好。

面向冷能高效利用的管道关键技术与挑战

在“碳达峰、碳中和”战略背景下,冷能作为一种新型绿色能源得到广泛关注和重视。一系列新型冷能利用技术应运而生。然而,目前冷能产业面临利用率低、顶层规划缺乏、关键技术创新不足、规模化应用受限等难题。文章对冷能综合高效利用、低温材料、管道设备等关键技术进行总结与展望。管道系统作为冷能产业的重要基础设施,通过分析其工作状态、潜在风险与失效形式、关键技术等,明确冷能产业管道技术面临的挑战和冷能利用管道技术的发展趋势,提出面向冷能高效利用及其管道发展建议,以期为冷能产业高质量发展、高效稳定运行、安全保障和节能减排提供强力支撑。

利用LNG冷能与工业余热跨临界循环参数分析

针对一种利用LNG冷能与工业烟气余热的单级跨临界循环展开研究,采用乙烷为循环工质,分析冷凝温度、蒸发压力、冷凝器夹点温差及烟气出口温度4个主要运行参数对循环性能(热效率、火用效率、净功率输出、乙烷及烟气质量流量)的影响。介绍LNG冷能与工业烟气余热单级跨临界循环模型,给出典型工况下各节点的参数。进行热力学分析,得到循环的热效率及火用效率表达式。采用Matlab软件中的遗传算法工具箱进行优化。热效率和火用效率随着冷凝温度的升高而降低,随着蒸发压力的增大而增大;随着冷凝温度的降低及蒸发压力的升高,循环系统净功率输出都增加;火用效率曲面和热效率曲面存在交叉线,热效率在蒸发压力较低而冷凝温度较高时低于火用效率;烟气的质量流量明显大于乙烷的质量流量,且都随着冷凝温度和蒸发压力的增大而增大。热效率和火用效率随着夹点温差的升高而降低,随着烟气出口温度的增大,热效率不变而火用效率降低,且火用效率曲面和热效率曲面存在交叉线;净功率输出随夹点温差的增大而降低,随烟气出口温度的改变而不变;烟气及乙烷的质量流量随夹点温差的增加都降低;随烟气出口温度的增加,乙烷质量流量不变而烟气质量流量增加。火用效率和净功率输出随着蒸发压力的升高,先增大再减小,存在最佳的蒸发压力(8 MPa左右),使得火用效率及净功率输出最大,而热效率随着蒸发压力的增大而增大;随着烟气出口温度的增加,热效率及净功率输出不发生变化,火用效率逐渐降低;蒸发压力升高,烟气及乙烷的质量流量都降低;烟气出口温度增大,乙烷质量流量不变而烟气质量流量增加。