LNG混合制冷系统有效能分析
制冷循环系统能效分析与改进
制冷循环系统能效分析与改进导言制冷循环系统是现代工业生产和日常生活中不可或缺的一部分。
然而，传统的制冷循环系统存在能源消耗高、碳排放量大等问题。
为了提高系统的能效，并实现可持续发展，对制冷循环系统进行能效分析和改进势在必行。
一、制冷循环系统简介制冷循环系统是一种通过循环工质的压缩、膨胀、冷却和加热等过程实现制冷效果的系统。
其主要组成部分包括压缩机、蒸发器、冷凝器和节流阀。
目前常用的制冷循环系统有蒸发冷凝循环、吸收循环和磁制冷循环等。
二、制冷循环系统能效分析制冷循环系统的能效分析是为了评估系统的能源利用效率以及发现能效低下的原因。
常用的能效分析指标有制冷系数(COP)和能耗比(EER)等。
1. 制冷系数（COP）制冷系数是制冷剂在工质循环过程中所提供的制冷量与系统所消耗的功率之比。
COP越高，表示制冷循环系统的能效越好。
但是，实际制冷循环系统中，COP并不是一个恒定值，其受到多种因素的影响。
2. 能耗比（EER）能耗比是制冷循环系统在单位时间内所提供的制冷量与系统所消耗的电能之比。
EER与COP的计算方法相似，但EER更适用于直流制冷循环系统。
EER越高，表示单位制冷量所消耗的电能越低，系统能效越高。
三、制冷循环系统能效改进方案为了提高制冷循环系统的能效，我们可以通过以下几个方面进行改进。
1. 优化设计在制冷循环系统的设计阶段，可以考虑采用先进的控制策略和先进的组件设计，如变频调速技术、三级分级压缩技术等。
这些技术可以降低系统运行时的能耗和热损失。
2. 合理选用工质工质的选择对制冷循环系统的能效影响非常大。
传统制冷剂，如氟利昂，对大气臭氧层有破坏作用，同时全球变暖潜力较高。
因此，可以考虑使用更环保的工质，如氨、二氧化碳等。
这些工质不仅环保，而且具有较高的制冷效果。
3. 效能提升制冷循环系统的效能提升是提高系统能效的关键。
系统运行过程中，可以通过减少压缩过程中的压降、减小蒸发温度差等方法，降低系统的能耗。
LNG冷能综合利用系统的设计模拟与分析
设从ＬＮＧ储罐出来进入空气分离装置的 ＬＮＧ温度是一１５００Ｃ、压强是０．３ＭＰａ。假设ＬＮＧ 的成分为纯甲烷ＣＨ。。ＬＮＧ热力学参数的变化情
况如表１所示。
热力学性质选用Ｐｅｎｇ—Ｒｏｂｉｎｓｏｎ（Ｐ－Ｒ）方程计算。 Ｐ—Ｒ方程形式为： Ｐ＝ＲＴ／（Ｖｍ＋ｂ）＋以／［ｙ。（ｙ。＋ｂ）＋ｂ （ｋ—ｂ）］
各个节点；ＣＯＭＰｌ－－空气压缩机；ＣＯＭＶ２－－循环氮气压缩机；ＣＯＯＬＥＲ－－空气预冷器；脏ｘｌ一主换热器，ＨＥＸ２—低温换热器；ＨＥＡＴＥＲ－－
冷凝蒸发器；ＲＡＤｌ一精馏塔低压上塔；ＲＡＤ２一精馏塔高压下塔；ＯＪｌ、ＮＪ２、Ｊ３一节流阀；ＦＳ～分流器；Ｆｌ一气液分离器；ＭⅨ一混合器； ＬＮＧ～液化天然气；ＮＧ一天然气。
废旧橡胶的综合利用途径有翻新、原形改制、 热能利用、热分解、再生胶、胶粉等，其中粉碎法制 胶粉是被公认的集环保与资源再生为一体的最有 效的方式。粉碎废旧橡胶主要有３种方法，即：常 温粉碎法、溶液粉碎法、低温粉碎法¨３｜。
图５利用液氮的废旧轮胎粉碎流程
３
ＬＮＧ冷能综合利用系统的模拟计算
应用Ａｓｐｅｎ Ｐｌｕｓ软件进行流程模拟，各物流的
２．１空气分离
空气分离是以空气为原料，通过压缩循环深度 冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏过程从液 态空气中逐步分离生产出氧气、氮气、氩气等惰性 气体。传统空分流程中的冷能，通常是利用氟利昂 制冷机和组合膨胀机产生的，需要消耗大量电能。
注：Ａ１～Ａ５、０１～０５、Ｎ１～Ｎ１０、ＡＲ～空气循环中的各个节点（Ａ空气，Ｏ富氧气体，Ｎ富氮气体、ＡＲ氩气）；ＲＮｌ～对怕一氮循环中的
（１）
３．１空气分离 假设空气为三元混合气体，Ｎ：、Ｏ：、Ａｒ的摩尔 分数分别是７８．１２％、２０．９５％、０．９３％。设压缩机 的等熵效率和机械效率分别为０．８５、０．９５；多股流
LNG冷能利用综述
LNG冷能利用综述一、L NG冷能的概念所谓LNG冷能,是指在常温环境中,自然存在的低温差低温热能,实际上指的是在自然条件下,可以利用一定温差所得到的能量。
根据工程热力学原理,利用这种温差就可以获得有用的能量,这种能量称之为冷能。
天然气的主要成分是甲烷,在常压下将甲烷降至- 162℃(甲烷的沸点)时,甲烷就被液化,每立方米的甲烷液化后体积变为0. 002 4 m3 ,约为甲烷0℃常压下体积的1/ 600。
甲烷液化后,其体积显著变小。
L N G接收站就是利用甲烷的这一显著特点,在天然气的产地附近将天然气液化,然后利用其液化后体积变小、便于运输的特点, 将天然气以L NG (液化天然气)的形式输送至接收站进行储存、气化和外输至用户。
LNG接收站需要将LNG气化后输送给用户。
LNG气化后被还原为初始的气体状态,可以作为热力发电的燃料和城市居民用气。
在LNG气化过程中,约能产生920. 502 kJ / kg的低温能量。
目前,这种冷能大部分被释放到海水中和空气中。
如果将这些能量利用起来,就可以节省巨大的能源。
因此,从节约能源的角度,积极寻求和高效利用冷能量有着重要意义。
二、LNG冷能应用分类LNG冷能利用可分为直接和间接利用两种方式。
其中，直接利用包括冷能、深冷空气分离、冷冻仓库、制造液态CO2(干冰)、汽车冷藏、汽车空调、海水淡化、空调制冷以及低温养殖和栽培等；间接利用包括低温粉碎、水和污染物处理等。
目前LNG冷能主要应用领域和方式见表1、表2所示。
表2 冷能利用方式LNG冷能在空气分离、深冷粉碎、冷能发电和深度冷冻等方面已经达到实用化程度，经济效益和社会效益非常明显；小型冷能发电在LNC接收站也有运行，可供应ING接收站部分用电需求；海水淡化等项目尚需要对技术进行进一步的开发和集成。
1、液化分离空气生成液体氧和液体氮目前,绝大部分工业用氧和氮都是通过对冷却液化后的空气进行精馏和分离获得的,因此可以利用L N G的冷能对空气进行液化,然后通过相应的工艺生产液氧和液氮。
LNG冷能利用技术
低温工业应用
在工业生产中，利用LNG 的低温冷能进行深冷分离、 液化空气等工艺过程。
间接利用技术
空气分离
通过间接利用LNG冷能，将空气 中的氧气、氮气等气体进行分离，
满足工业生产需求。
低温医疗
在医疗领域，利用LNG冷能进行低 温治疗、冷冻手术等，提高医疗效 果。
化学反应冷却
在化学反应过程中，利用LNG的低 温冷能降低反应温度，提高化学反 应效率。
05
LNG冷能利用的挑战与前景
技术挑战
冷能回收效率
目前LNG冷能回收技术尚未完全成熟，回收效率 有待提高，需要进一步研发和优化。
设备成本
LNG冷能利用设备成本较高，对于一些小型企业 和项目来说，投资门槛较高。
技术标准与规范
目前LNG冷能利用技术尚未形成统一的标准和规 范，影响了技术的推广和应用。
详细描述
在电力工业中，利用LNG冷能可以有效地提高发电效率。LNG冷能发电技术可以将LNG中的冷能转化 为电能，与传统发电方式相比，具有更高的能源利用效率和更低的温室气体排放。这种技术的应用有 助于推动电力行业的可持续发展。
案例三：LNG冷能在建筑行业中的应用
总结词
节能建筑、舒适居住环境
详细描述
在建筑行业中，LNG冷能的应用主要体现在建筑节能设计方面。通过合理利用LNG冷 能，可以实现建筑物的节能减排，降低运行成本。例如，利用LNG冷能进行空调系统 的制冷，可以提高室内舒适度，同时降低能耗。这种技术的应用有助于推动建筑行业绿
色发展。
案例四：LNG冷能在化工行业中的应用
总结词
提高化工产品纯度、降低能耗
VS
详细描述
在化工行业中，LNG冷能的应用主要体现 在利用LNG冷能进行低温分离和提纯。通 过合理控制温度和压力，可以实现高效、 低能耗的化工产品分离和提纯。例如，利 用LNG冷能进行液化空气的分离，可以获 得高纯度的氮气和氧气。这种技术的应用 有助于提高化工产品的质量和降低生产成 本。
2024年LNG冷能利用市场分析现状
2024年LNG冷能利用市场分析现状1. 引言LNG（液化天然气）作为一种清洁能源，具有高能效和低碳排放的特点，在全球范围内得到了广泛应用。
除了作为燃料进行燃烧利用外，LNG还可以通过冷能利用技术，将其废热进行回收利用，提高能源利用效率。
本文将对LNG冷能利用市场的现状进行分析和评估。
2. LNG冷能利用技术简介LNG冷能利用技术是指利用LNG传递制冷能力的技术，主要包括LNG蒸气循环（LNGVC）和LNG直接制冷（LNGDC）两种方式。
LNGVC利用LNG蒸发产生蒸气，并通过循环系统进行传导，以达到制冷的目的；而LNGDC则直接利用LNG制冷剂进行制冷。
3. LNG冷能利用市场现状LNG冷能利用市场在全球范围内正逐步扩大。
以下是对当前市场现状的分析：3.1 区域市场分析•亚洲市场：亚洲地区是全球LNG消费最活跃的地区之一，其市场对LNG冷能利用的需求非常高。
日本、韩国和中国在LNG冷能利用技术研发和推广方面处于领先地位。
•欧洲市场：欧洲各国对清洁能源的需求不断增长，LNG冷能利用技术得到了广泛应用。
英国、荷兰和比利时等国家在该领域具有较高的发展水平。
•北美市场：北美地区的LNG冷能利用市场发展较为迅速，特别是美国和加拿大，在LNG冷能利用技术研究和应用方面取得了显著成果。
3.2 应用领域分析•工业制冷：LNG冷能利用技术在石化、化工等领域的工业制冷中具有广泛应用。
通过利用LNG的低温性质，可以有效降低工业生产过程中的能源消耗。
•建筑空调：LNG冷能利用技术在建筑空调领域的应用在逐渐增多。
通过利用LNG制冷剂进行空调制冷，不仅提供了高效能耗的解决方案，还减少了对传统制冷剂的依赖。
•低温物流：LNG冷能利用技术在低温物流中被广泛应用，冷藏、冷冻等行业通过LNG制冷剂实现产品的低温储存和运输。
3.3 市场前景展望随着各国对清洁能源需求的不断增长，LNG冷能利用市场具有广阔的发展前景。
未来，随着LNG冷能利用技术不断成熟和推广，市场规模将进一步扩大。
LNG冷能利用中问题的讨论
LNG冷能利用中几个问题的讨论摘要：我国已规划建设10个以上从国外进口LNG的大型接收站，还在不断建设一些中小型LNG气化站。
进口LNG不仅进口了燃料，同时也进口了宝贵的冷能。
不同气化管输压力下LNG的可利用冷能和冷能的品位或利用价值有很大的不同。
阐述了常压LNG和加压LNG气化时可利用冷能的数量和冷能的品位或低温价值所发生的变化。
讨论了LNG冷能的梯级利用和LNG加压气化后天然气的外输压力问题。
认为目前我国最应关注的是以成熟的LNG冷能利用技术为基础，在现有和即将建设的LNG接收站尽可能充分地利用冷能。
接收站在规划之初就应同时把冷能的利用给予通盘考虑。
对接收站的建设提出了建议。
主题词：液化天然气；冷能利用；温位；梯级利用；输气压力某城LNG冷能综合利用规划书中写道：“LNG气化过程中将释放大量冷能、约860～830kJ/kg，其中潜热约508.6kJ/kg，显热351～321kJ/kg”，并以此计算该项目相当于进口了多少冷能，合多少kWh，冷能价值多少亿人民币，如该冷能不利用而在海水中直接气化将产生多大范围的冷污染等。
参考文献[1～4]也有类似的数据。
应该指出，这些都是常压下的数据，没有考虑压力的影响。
笔者就管输压力下LNG的可利用冷能和冷能利用的其他问题提出观点，与同行交流讨论。
一、LNG的可利用冷能为说明问题，先以纯组分甲烷为例。
图1是甲烷的T-S(温-熵)图。
甲烷的临界温度约为190.7K，临界压力约为4.58MPa。
如图，由1、2、3点连成的线为0.01MPa的等压线。
由4、5、6、7点连成的线为7.9MPa的等压线。
各点的物性值如下：p1、p2、p3均为0.01MPa；T1=112.56K，i1(焓，下同)=-5577kJ/kg；T2=112.56K，i2=-5066.3kJ/kg；T3=273K，i3=-4727.1kJ/kg；潜热=i2=i1=510.7kJ/kg；显热=i1=i2=339.2kJ/kg；总冷能=潜热+显热=849.9kJ/kg，其中温度为112.56K的潜热占60%。
LNG冷能用于冷库的系统设计及分析
第15卷第1期集美大学学报（自然科学版）Journal of Jimei University （Natural Science ）Vol.15No.1［收稿日期］2009－01－13［修回日期］2009－05－05［基金项目］福建省自然科学基金资助项目（E0640013）；福建省科技创新平台资助项目（2009H2006）［作者简介］吴集迎（1964—），男，教授，从事制冷与热泵系统的节能研究.［文章编号］1007－7405（2010）01－0044－04LNG 冷能用于冷库的系统设计及分析吴集迎，马益民，陈仕清（集美大学机械工程学院，福建厦门361021）［摘要］为了将LNG （Liquefied Natural Gas ）冷能作为冷库的冷源，以节省投资、减少电耗、降低冷库的生产成本，结合福建LNG 总体项目，确定了LNG 冷能用于冷库的系统流程与运行模式，并以供气规模为4000万m 3/年的气化站为例，进行了系统节能分析和计算.结果表明：在冷库系统冷量回收率为33%的情况下，该气化站可回收冷量的年冷量收益为611.3万元，投资回收期小于1年.因此，利用LNG 冷能作为冷库的冷源是一种可行的方式，具有显著的节能效果和经济效益.［关键词］液化天然气；冷能利用；冷库；工艺设计；经济性分析［中图分类号］TK 123［文献标志码］A0引言LNG （Liquefied Natural Gas ）气化过程中产生的冷能利用在我国是一个新兴的产业.据测算，每吨LNG 气化将释放出830 860MJ 的冷能.在LNG 气化站，通常这些冷能在气化器中随海水被舍弃了，造成冷量的损失.LNG 的接收站和气化站大都设在港区，而在港口附近一般也都设有中大型冷库，这为回收LNG 冷能用于冷库提供了有利的条件.福建LNG 总体项目包括LNG 专用码头、LNG 接收站和输气干线、LNG 燃气电厂、五城市燃气用户等大型工程.其中，LNG 专用码头、接收站和部分气化站位于湄州湾北岸莆田秀屿港区，其一期工程接收站年接收能力为260万t LNG ；二期工程设计规模将达500万t /年［1］.如果能将部分LNG 气化站冷能作为冷库的冷源，既可节省压缩式制冷装置的投资，又可减少电耗，经济效益和社会效益十分可观.1国内外LNG 冷能利用及应用方式1.1国外LNG 冷能利用国外LNG 冷能利用技术已相当成熟.目前世界上11个国家和地区共有38个LNG 气化站在运行，其中日本23个［2］.日本在利用LNG 进行空气分离、冷能发电、干冰制造和冷库冷藏等方面已有30多年的历史，是最早开发LNG 冷能利用技术的国家之一.日本神奈川县根岸基地的金枪鱼超低温冷库，开始营业至今效果良好.在韩国、澳大利亚和我国台湾地区也都有LNG 冷能的应用实例，如韩国蔚山大学应用LNG 冷能实现轻烃分离［3］.美国、法国、挪威等国家，虽然相继开发了LNG 机车、船舶等以LNG 为燃料的运输工具，但回收利用LNG 冷能，特别是应用于冷库的实例并不多.1.2国内LNG 冷能利用国内首个试点项目广东大鹏湾LNG 接收站目前已投产.两个在建项目是福建LNG 总体项目和上海LNG 项目，另有六个LNG 项目待批.根据中海油规划，将在广东大鹏湾、福建莆田、浙江宁波和第1期吴集迎，等：LNG 冷能用于冷库的系统设计及分析上海市等城市设四个LNG 接收站，建设空气分离项目和民用取冷项目，2010 2015年完成各LNG 接收站冷能综合利用的建设和开发.其中，第一个LNG 冷能综合利用示范项目是中美合资的福建莆田空分项目，设计日耗冷能100万MJ ，日产液氧250t 、液氮340t 和液氩10t ，计划2009年完工投产.随后将相继投资建设冷能发电、废旧轮胎深冷粉碎、海水淡化、干冰制造、冷冻和保鲜物流项目，计划于2015年前完成［3］.目前，国内冷库基本上是采用蒸汽压缩式制冷装置，将LNG 冷能用于冷库尚未见诸报道.2LNG 冷能用于冷库的实现模式LNG 用于空分装置，冷能发电和冷库是在不同能级下的冷能利用.LNG 气化站的气化压力较低，一般为0.6MPa 左右，因此冷库是一种比较适合LNG 气化站的冷能利用方式.2.1减少传热温差LNG 储存温度为－162ħ，而冷库库温则在－30 0ħ之间，一般的换热设备难以实现如此大的传热温差，因此必须考虑通过中间冷媒来降低传热温差.本系统将LNG 的冷能先转移至低凝固点的中间冷媒上，再通过载冷剂的循环把冷量传递给库内的空气，以尽量减少一次传热温差.2.2设置蓄冷装置LNG 主要用于发电和城市燃气，其气化负荷随昼夜和季节波动.由于对天然气的需求是白天和冬季多，则LNG 气化所提供的冷能也多；反之，在夜晚和夏季，可以利用的LNG 冷能也随之减少.为减少LNG 冷能波动对冷库运行产生影响，本系统中设置了蓄冷装置，利用蓄冷物质和LNG 换热以存储LNG 冷能.即：白天LNG 冷能充裕时蓄冷物质吸收冷量而蓄冷；夜间LNG 冷能供应不足时，蓄冷物质释放出冷量供给冷库.从而解决了LNG 气化站产出冷量与冷库用冷不匹配的问题，使冷库库温保持稳定.2.3选择蓄冷介质（中间冷媒）本系统采用无相变蓄冷方式.由于LNG 温度很低，因此在选用蓄冷介质时，既要保证其有较低的凝固点，又应具有较强的蓄冷能力.综合考虑各种因素，选择60%乙二醇水溶液作为蓄冷介质.经过无相变蓄冷后，将其再与载冷剂进行冷量传递，最后通过载冷剂循环为冷库提供冷量.乙二醇水溶液性质［4］见表1.表160%乙二醇水溶液性质表Tab .1Properties of 60%ethylene glycol-water solution 中间冷媒融点/ħ沸点/ħ闪点/ħ比热容/（kJ ·kg －1·ħ－1）溶解热/（kJ ·kg －1）乙二醇水溶液－48.9197.6116 2.35（l ） 1.81（s ）1872.4选择载冷剂LNG 冷能利用系统中的载冷剂应具有较高的冷能利用效率和较低的运行成本，并能保证系统的安全稳定运行.经过比较分析，选择氨作为库内循环的载冷剂.氨不仅具有良好的热力性质和物化性质，同时也是一种环境友好型载冷剂.3LNG 冷能用于冷库的系统工艺流程3.1系统工艺流程设计设计的系统工艺流程如图1所示.首先LNG 和中间冷媒乙二醇水溶液在第一板式换热器里进行热交换，LNG 气化后供给用户使用.乙二醇水溶液得到LNG 释放的冷能后，温度从常温降至－40 －45ħ，冷量蓄存在蓄冷池中.再通过第二板式换热器和氨液进行热交换，得到低温氨液并通过氨泵输送到冻结间蒸发器（冷风机）和冷藏间蒸发器（冷排管），从而使冻结间和冷藏间的温度分别降低至－ħ和·54·集美大学学报（自然科学版）第15卷NG LNG 泵泵泵冻结间冷藏间1冷藏间2板式换热器乙二醇水溶液蓄冷池板式换热器图1LNG 冷能用于冷库的系统工艺流程图Fig.1Schematic of a refrigerated warehouse operating by LNG cold energy3.2系统的运行模式设计的LNG 冷能利用系统可有三种运行模式.1）蓄冷循环LNG 气化释放冷量通过板式换热器对蓄冷池内乙二醇水溶液蓄冷，工作的只有第一板式换热器和蓄冷池，冷库不工作；2）制冷循环LNG 不气化，将蓄冷池内乙二醇水溶液蓄存的冷量释放出来，通过第二板式换热器冷却氨液对冷库供冷；3）蓄冷制冷联合循环第一、第二板式换热器、蓄冷池和冷库同时工作，如果LNG 气化释放的冷量大于冷库所需冷量，则把多余的冷量通过蓄冷池储存起来；如果LNG 气化释放的冷量小于冷库所需冷量，则释放部分蓄冷池的冷量补充冷量的不足.3.3系统特点及安全问题本系统较传统冷库少了制冷压缩机、冷凝器、节流装置及各种辅助设备，节省了蒸汽压缩式制冷装置的大量投资费用，同时又明显减少压缩式制冷装置工作时所需要的运行电耗，符合国家节能减排政策，而且系统通过设置蓄冷池，可保证冷库稳定运行.但LNG 属于易燃易爆物质，一旦发生泄漏将对冷库及周边地区造成极大的安全隐患.因此，应考虑采用抗压、耐冷等性能良好的材料［5］；安装时必须保证系统的气密性，防止LNG 泄漏.4技术经济分析4.1冷量分析假设福建LNG 总体项目一组气化站的天然气供气规模为4000万m 3/年，系统压力为0.6MPa ，把LNG 气化产生的冷能用于港区附近的冷库，根据每吨LNG 气化释放出830MJ 的冷量折算，该气化站每日将产生冷量724963.3MJ ，取冷库系统的冷量回收率为33%，计算得出气化站每日可回收用于冷库的有效冷负荷，见表2.据报道，一库长30m ，宽20m ，高5m 的单层低温冷库总耗冷量约为250kW ［5］.可见该组LNG气化站产生的可回收冷负荷足以满足10座这种规模的冷库需要，而不必再配置常规冷库中所需的压缩机、冷凝器、节流阀等其他机械制冷设备.表2LNG 气化站冷量数据Tab .2Cold energy data of a LNG gasifying station·64·第1期吴集迎，等：LNG 冷能用于冷库的系统设计及分析4.2经济性分析1）在冷量分析的基础上，取工业电价为0.8元/kWh （相当于0.22元/MJ ），如以常规蒸汽压缩式制冷方式得到同样冷量折算冷价，制冷系数COP 取3计算，则冷价为0.07元/MJ.2）根据该组气化站可回收的冷量，计算年冷量收益为611.3万元.如果LNG 冷能利用系统中包括板式换热器、蓄冷池、循环泵及其他附属设备的造价按103元/kW 计算，运行费用按设备造价的20%计算，取设备年折旧率3%［6］，计算得出该系统投资回收期为0.44年（见表3）.因此，利用LNG 冷能作为冷库的冷源是一种可行的利用方式，不仅减少了设备投资费用，而且降低了冷库的生产成本，具有明显的经济效益.表3冷能利用系统投资收益Tab .3Investment-benefit of a LNG cold energy utilization system 释放冷量/（MJ ·d －1）回收冷量/（MJ ·d －1）冷量价格/（元·MJ －1）冷量收益/（万元·年－1）冷能利用系统投资费用/万元年折旧费用/万元冷能利用系统运行费用/（万元·年－1）投资回收期/年724963.3239237.80.07611.3277.18.3155.420.445结论1）LNG 冷能用于低温冷库是合理的冷能利用方式，既减少了系统设备的初投资费用，又回收了大量的LNG 气化冷能，明显降低冷库运行的电耗.2）LNG 气化站释放出来的可回收冷量，完全可以满足大容量冷库的用冷需要，而且冷库系统结构简单，投资回收期较短.3）设计的LNG 冷能用于冷库的系统工艺流程，将蓄冷技术与冷冻冷藏技术相结合，可保证冷库库温稳定和安全运行.［参考文献］［1］徐立.福建LNG 项目建设与经济发展［J ］.福建能源开发与节约，2003（2）：47-48.［2］顾安忠，鲁雪生，汪荣顺，等.液化天然气技术［M ］.北京：机械工业出版社，2004.［3］高文学，王启，项友谦.LNG 冷能利用技术的研究现状与展望［J ］.煤气与热力，2007，27（9）：15-21.［4］盛青青，章学来，叶金，等.利用LNG 冷能的冷冻冷藏库设计［J ］.能源技术，2007，28（6）：322-324.［5］唐贤文，杨泽亮.LNG 卫星站中的冷能应用于冷库设计探讨［J ］.中山大学学报论丛，2007，27（2）：88-91.［6］聂廷哲，焦琳，段常贵，等.LNG 气化站冷能利用方式的探讨［J ］.煤气与热力，2007，27（1）：21-23.System Design and Analysis of Applying LNG Cold Energyto Refrigerated WarehousesWU Ji-ying ，MA Yi-min ，CHEN Shi-qing（School of Mechanical Engineering ，Jimei University ，Xiamen 361021，China ）Abstract ：If the cold energy of LNG is used as the cold source of a refrigerated warehouse ，the initial cost ，electricity consumption and production cost of the refrigerated warehouse will be bined with the packaged LNG project of Fujian Province ，the system flow process and operating mode of LNG cold energy to be used in refrigerated warehouses were determined ，and the energy saving effect was analyzed by taking a gasifying station with the gas supply capability of 40million m 3per year as an example.Results showed that under a 33%cold energy reclaim ratio of the refrigerated warehouse ，the annual profit from a-vailable reclaimed cold energy of the gasifying station was 6.113million RMB ，and the payback period of ini-tial cost was less than a year.Therefore ，it is an ideal way to use LNG cold energy as the cold source of re-frigerated warehouses to gain significant energy-saving effect and economic benefits.Key words ：LNG ；cold energy utilization ；refrigerated warehouse ；process design ；economic analysis责任编辑陈敏）·74·。
LNG冷能利用技术及经济分析
LNG 冷能利用方式
按利用 LNG 冷能的过程可分为直接利用和间 接利用两类 。 直接利用包括 :发电 、低温空分 、冷冻 仓库 、制造液化 CO2 、海水淡化 、空调和低温养殖 、栽 培等 ;间接利用包括 :用空分后的液氮 、液氧 、液氩来 低温破碎 , 冷冻干燥 、低温干燥 、水和污染物处理及 冷冻食品等 。 1 .直接利用法 (1)利用 LNG 冷能发电 回收 LNG 冷能 , 依靠动力循环进行发电是目前 LNG 冷能回收利用的重要内 容 , 且技术 较为成熟 , 发电方式主要有 : 1)直接膨胀法 。 将 LNG 压缩为高压液体 , 然后 通过换热器被海水加热到常温状态 , 再通过透平膨 胀对外做功〔9〕 。优点是循环过程简单 , 所需设备少 。 但由于 LNG 的低温冷能没有充分利用 , 故其对外做 功亦较少 , 1 t LNG 的发电量约为 20 kW·h 左右 。 2)二 次媒体法(中间载 热体的朗 肯循环)。 将 LNG 通过 冷凝器 把冷能 转化 到某 一冷 媒上 , 利用 LNG 与环境之间的温差 , 推动冷媒进行蒸汽动力循 环 , 从而对外做功〔10〕 。此法冷能的利用效率优于直 接膨胀法 , 但由于高于冷凝温度的这部分冷能没有 加以利用 , 冷能回收效率受到限制 。 3)联合法 。综合了直接膨胀法与二次媒体法 , LNG 首先被压缩提高压力 , 然后通过冷凝器带动二 次媒体的蒸汽动力循环对外做功 , 最后天然气再通 过气体透平膨胀做功〔11〕 。 图 1 中左半部分是靠 LNG 与海水或空气的温
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经 营 管 理 天 然 气 工 业 2004 年 7 月
LNG 基地和大型的冷库基本设在港口附近 , 所 以回收 LNG 冷能供给冷库是很方便的冷能利用方 式 。将 LNG 与冷媒(如 R —12)在低温换热器中进 行热交换 , 冷却后的冷媒经管道进入冷 冻 、冷藏库 , 通过冷却盘管释放冷量实现对物品的冷冻冷藏〔16〕 。 这种冷库使 LNG 的冷能几乎无浪费的得以利用 , 且 不用制冷机 , 节约了大量的初投资和运行费用 , 还可 节约 1/ 3 以上的电力 。日本神奈川县根岸基地的金 枪鱼超低温冷库 , 自 1976 年至今运营效果良好 。 (4)制造液态 CO 2 以化工厂的副产品 CO2 为原料 , 利用回收 LNG 的冷能制造液态 CO2 或干冰 , 不但电耗小(0 .2 kW· h/m3), 且其产品的纯度高(可达 99 .99 %), 比传统 方法节约 50 %以上的电耗和 10 %的建设费〔10〕 。 (5)LNG 冷能回收在汽车空调和汽车冷藏车中 的应用 在炎热的夏季 , 货物在冷库经充分的预冷后装 上冷藏车 , 开始不需要消 耗过多的冷能 , 此时 LNG 液化后产生的冷能储存在蓄冷板中 。随着运输时间 的增加 、开门次数的增多 引起的负荷增 大 , L NG 汽 化后产生的冷能就直接进入车厢 , 与蓄冷系统同时 供冷 , 以维持车厢中的温度 。 按冷藏车每小时消耗 12 ～ 15 kg 的 LNG , 其制冷能力为 2 .8 ～ 3 .6 kW , 足 以提供预冷货物中短途冷藏运输所需冷能〔16〕 。 2 .间接利用 间接利用主要是利用用 LNG 冷能产生的液态 氮和液态氧 。 (1)低温破碎 利用液氮可在低温下破碎一些在常温下难以破 碎的物质 。与常温破碎相比 , 它能把物质破碎成极 小的可分离的微粒 , 且不存在微粒爆炸和气味污染 , 通过选择不同的低温可以有选择性地破碎具有复杂
混合制冷剂液化天然气过程的有效能分析_王春燕
・2604・
工
进
展
2013 年第 32 卷第 11 期
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
研究开发 混合制冷剂液化天然气过程的有效能分析
王春燕，邵方元，朱 新，张彩珠，魏顺安
（重庆大学化学化工学院，重庆 400044） 摘 要：采用 Aspen Plus 化工模拟软件对混合制冷剂液化天然气过程进行全流程的模拟计算，并对各个单元设
气相制冷剂从me02中后直接进入me03过冷再经节流阀jt1化工进展2013年第32卷2606图1混合制冷剂循环液化天然气aspenplus模拟流程图表3过程模拟结果列表参数数值参数数值制冷剂流量kmol?h?11884流程液化率876第一压缩机的轴功率kw2967第二压缩机的轴功率kw2406第一空冷器热负荷kw421第二空冷器热负荷kw5186泵的轴功率kw0024压缩机功耗kw5373节流阀产生的温降k分离器产生的液体量kmol?h?1jt1200v000196jt2173v00876jt3135v010870jt4133v020827天然气消耗的冷量kw低压制冷剂消耗的冷量kwme01中231me01中7965me02中137me02中2706me03中0318me03中0381总计3998总计11052后返回到me03中为天然气和气相制冷剂提供冷量2
压缩机有效能损失
1 Ex H out H in 1 T0 Sout Sin c
（2）
3 对设备有效能的影响因素
在稳态过程中， 如果忽略工质的动能和位能[6]， 焓与有效能的关系式为式（1） 。
Ex H H 0 T0 ( Sout Sin )
参数 制冷剂流量/kmol·h
LNG冷能用于冷库的系统设计及分析
Ｏ 引言
Ｌ Ｇ （ ｉ ｅｅ ａ ｒ ａ）气化过程中产生的冷能利用在我国是一个新兴的产业．据测算，每 Ｎ Ｌ ｕｆｄＮ ｔ ａ Ｃ ｓ ｑ ｉ ｕｌ 吨 Ｌ Ｇ气 化将 释放 出 ８０～ ６ Ｎ ３ ８０ＭＪ的冷 能．在 Ｌ Ｇ气化 站 ，通 常这些 冷能在 气化器 中随海水 被舍弃 Ｎ 了，造成冷 量的损失 ．Ｌ Ｇ的接收站 和气化 站 大都 设在 港 区 ，而在 港 口附近 一 般也 都设 有 中大 型冷 Ｎ
第１ ５卷
第 １ 期
集美大学学报 （自然科 学版 ）
Ｊｕ ｌ ｏ ｍ ｉ ｎｖｒ ｔ（ ａｕａ Ｓｉ ｃ ） ｏｍａ ｆ ｉ ｅ Ｕ ｉｅ ｉ Ｎ ｔｒ ｃ ｎｅ Ｊ ｓｙ ｌ ｅ
Ｖｏ． ５ Ｎｏ １ １１ ．
２１ ０ ０年 １ 月
Ｊｎ ０ ０ ａ ．２ １
【 文章编号］１０ —７Ｊ （０ ０ ０ — ｏ４— ４ ０ ７ ４ ５ ２ １ ）１ ０ ４ ０ Ｄ
空 分项 目，设 计 日耗冷 能 １× ０ Ｍ ， 日产液 氧 ２ ０ｔ 氮 ３ ０ｔ １。 Ｊ ５ 、液 ４ 和液氩 １ ，计划 ２ 冷 能发 电 、废 旧轮 胎深冷 粉碎 、海 水淡 化 、干冰制 造 、冷冻 和保鲜 物流项 目，计 划于 ２１ ０ ５年前完 成 Ｊ 目前 ，国 内冷 库基本 上 是采用 蒸 汽压缩式 制冷 装置 ，将 Ｌ ． ＮＧ冷 能用 于冷 库 尚 未 见诸报 道 ．
冷 库 ，开始 营业至今效果 良好 ．在 韩 国、澳大利 亚 和我 国 台湾地 区也 都 有 Ｌ Ｇ冷 能的应 用实 例 ，如 Ｎ 韩 国蔚 山大学应 用 Ｌ Ｇ冷 能实 现轻 烃 分 离 ．美 国、法 国、挪 威 等 国家 ，虽然 相继 开 发 了 ／ Ｇ机 Ｎ ＿ ， Ｎ 车 、船 舶等 以 Ｌ Ｇ为燃料 的运 输工具 ，但 回收利 用 Ｌ Ｇ冷 能 ，特别是应 用 于冷库 的实例并不 多． Ｎ Ｎ
液化天然气(LNG)冷能分析及利用初步研究
液化天然气(LNG)冷能分析及利用初步研究摘要：随着我国液化天然气（LNG）产业的蓬勃发展,LNG本身蕴藏的冷能具有很大的利用价值。
目前我国主要是单一方式的利用和回收,利用效率低下,从冷能的热力学性质方面入手,可以对LNG的冷能进行阶级利用,从而提高冷能的利用效率。
关键词：液化天然气；冷能分析；利用1LNG冷量利用途径1.1利用LNG冷能发电将液化天然气的冷量经过回收、转化生成电能，是目前比较常用且技术成熟的一种利用方式。
根据冷量利用形式的不同，又可以将其分为两种方式：（1）膨胀发电。
液化天然气在汽化时由于体积会急剧的膨大，在狭小、密闭的容器中会释放出巨大的能量，进而推动发电机发电。
这种发电方式的冷能利用率通常在20%-30%之间。
（2）把液化天然气当作一种冷凝剂，把冷凝机加入到冷凝器中，通过实现冷量转移，利用介质与环境的温度差带动蒸汽动力循环，完成发电。
在这种发电方式中，介质的选择十分关键，例如使用丙烷作为介质，冷量利用率只有25%左右；而选择碳氢化合物作为介质，利用率可以提升至40%以上。
1.2利用LNG冷能液化分离空气低温液化是分离空气的常用方法。
根据空气中各类气体成分也液化温度的不同，可以分别分离提取到液氧、液氮、液氩等具有重要工业价值的产品。
利用液化天然气冷量，可以比较方便地实现气体液化。
目前已经比较成熟的技术是利用两级压缩式制冷机，先进行液化天然气冷能的回收，然后再利用冷能完成空气液化，得到液氧和液氮。
从成本上来看，选用液化天然气冷量进行空气液化分离，在电能消耗、水能消耗等方面都有一定的优势，相比于传统工艺可以节约20%-40%的成本。
另外，将获得的液氧收集起来利用特定的设备进行加工，还能够获得臭氧，在处理化工企业排放污水方面也具有重要作用。
1.3利用LNG冷能制取干冰二氧化碳的液态及固态（干冰）形式，在多个领域有着重要利用。
例如可以作为灭火器的主要材料；作为制冷剂或是用于人工降雨等。
LNG冷能发电技术现状分析_陈利琼
0前言LNG （Liquefied Natural Gas ，液化天然气）是常温天然气经过脱酸、脱水处理，再经过冷冻工艺液化成的一种无色、无味、无毒且透明的低温液体，比水轻（存储密度约为420kg/m 3），不溶于水。
随着我国LNG 工业的蓬勃发展，LNG 接收站冷能利用产业应运而生。
LNG 的存储压力较低，一般小于200kPa ，温度约为-162℃，根据不同的用户需求，经LNG 接收站加压、加热后，输送至用户。
传统的加热方式是直接采用海水汽化器或燃气加热器加热，使得约830kJ/kg 冷量白白浪费，因此LNG 接收站冷能回收具有重要意义。
LNG 冷能利用方式很多，冷能发电是其中的一种。
理论上，1t LNG 可发电240kW ·h ［1-2］，且发电过程中不消耗其它燃料，所发电能可满足接收站应用需求，使LNG 冷能发电利用率高，具有可观的经济效益和社会效益。
1LNG 冷能利用原理LNG 冷能主要产生于LNG 与周围环境（如空气、海水）的温差及压力差趋于平衡态的过程中。
是衡量冷能大小的重要指标，表征着系统由一任意状态可逆地变化到与给定环境相平衡的状态时，理论上可以无限转换为任何其他能量形式的那部分能量，也就是热力系工质的可用能，即用于确定某指定状态下所给定能量中有可能做出有用功的部分。
冷能分析不仅能从能量的数量上反映能量的传递及转换，还可以揭示能量系统内不可逆损失分布、成因及大小，为合理利用能量提供重要理论指导。
LNG 从初态（T ,p ）经一系列的可逆过程，最终达到与环境的平衡态（T 0,p 0），由系统稳定流动能量方程可得该过程的最大有用功，即系统工质的ex 为：LNG 冷量包括一定压力p 下，由温差引起的温度ex T 及在环境温度T 0下由压差引起的压力ex p 两部分，其中温度为：%ex =(h -h 0)+T 0(s 0-s )=c p (T-T 0)+T 0%%乙δqT -T 0R %乙δqp %%%%%%%%（1）Tp p 0T 0LNG 冷能发电技术现状分析陈利琼１许培林１孙磊１董文浩１马凯２1.西南石油大学研究生院，四川成都610500；2.中国石油江苏液化天然气有限公司，江苏南通216000摘要：目前，LNG 冷能发电是石油天然气行业节能降耗的一项重要举措，国内外学者对此进行了较深入的研究，并取得一些应用成果，但该技术还存在不少问题。
2024年LNG冷能利用市场需求分析
2024年LNG冷能利用市场需求分析简介LNG（液化天然气）是指通过降低天然气的温度将其转变为液体状态。
随着全球能源需求的增长和环境意识的提高，对清洁能源的需求也越来越强烈。
同时，LNG作为一种清洁、高效的能源，它的冷能也备受关注。
本文将对LNG冷能的市场需求进行分析。
LNG冷能的定义和特点LNG冷能是指从LNG生产过程中产生的剩余低温热量，可以用于制冷和空调系统。
LNG的液化过程需要将天然气冷却至极低温度，这就使得LNG冷能成为一种有价值的副产品。
与传统的制冷方式相比，LNG冷能具有以下特点：•高效能：LNG冷能可以通过系统的优化和改进来提高能源的利用效率，降低能源消耗；•清洁环保：LNG是一种清洁能源，使用其冷能不会产生有害物质的排放；•适用性广泛：LNG冷能可以被广泛应用于空调、冷库、工业制冷等领域；LNG冷能市场概况目前，LNG冷能市场的需求正在不断增长。
以下是几个主要驱动因素：环保要求的提高随着全球环保意识的增强，对清洁能源和绿色制冷技术的需求逐渐上升。
LNG作为一种清洁、低碳的能源，其冷能利用被广泛看好。
快速发展的空调和制冷市场随着全球气候变暖，对空调和制冷设备的需求不断增加。
LNG冷能的应用可以提高空调和制冷系统的能效，符合节能减排的要求。
工业制冷需求的增加工业制冷是LNG冷能的一个重要应用领域。
随着工业发展的加速，对低温制冷的需求也在不断增加。
利用LNG冷能可以实现更高效、更节能的工业制冷系统。
新能源车辆的崛起随着新能源车辆市场的快速发展，对加氢站和充电桩的需求也在增加。
利用LNG 冷能来提供制冷设备所需的冷量，可以提高加氢站和充电桩的效率和可靠性。
LNG冷能市场发展趋势随着LNG冷能市场需求的增长，下面是一些市场发展趋势：技术创新与应用扩大随着技术的不断创新，LNG冷能的利用方式也在不断扩大。
目前，LNG冷能已经应用于建筑、医疗、化工等领域，随着技术的发展，应用领域将进一步扩大。
液化天然气(LNG)高效压缩设备的制冷系统研究
液化天然气（LNG）高效压缩设备的制冷系统研究随着能源需求的不断增长，液化天然气（LNG）作为一种清洁、高效的能源来源正变得越来越重要。
然而，LNG的制取和储存过程需要大量的能量和设备，其中液化过程中的高效压缩设备是至关重要的一环。
为了提高LNG生产过程的能效和经济性，对液化天然气高效压缩设备的制冷系统进行研究和优化是非常重要的。
在LNG生产过程中，液化设备需要将天然气压缩和冷却至其临界温度以下，以使其转化为液态。
制冷设备对LNG生产过程的能耗有着重要影响，因此研究如何降低液化设备的能耗成为了当前行业中的热点研究课题之一。
为了提高液化设备的制冷效率，研究者们已经尝试采用不同的制冷剂和制冷循环系统。
在传统的液化设备中，一般采用液氮或混合制冷剂作为制冷介质。
然而，这种方式存在着一些问题，如能源浪费以及对环境的不良影响。
因此，研究人员开始探索新型的制冷介质和系统。
目前，一种被广泛关注的新型制冷系统是基于洛伦兹循环（Lorentz cycle）的液化天然气高效压缩设备。
洛伦兹循环是一种磁性制冷技术，利用磁性材料的磁熵变特性来实现制冷效果。
与传统的制冷剂相比，洛伦兹循环具有高效、环保等优点，可以有效降低能耗，并且不会对环境造成不良影响。
洛伦兹循环使用的磁性材料通常是磁性相变材料，通过改变磁场来实现温度控制。
磁性相变材料在磁场的作用下，会发生相变，从而产生制冷效果。
这种制冷系统的主要优点是可以实现宽温度范围的稳定制冷，并且无需使用气体压缩机等传统设备，大大简化了设备结构。
除了系统的制冷效果，研究者们还需要考虑制冷系统的稳定性、安全性和可靠性。
液化天然气是易燃易爆的气体，因此制冷系统的安全性至关重要。
在设计制冷系统时，需要考虑到气体泄漏、设备故障等不确定性因素，并采取相应的措施来确保系统的安全运行。
此外，制冷系统的可维护性也是研究者关注的重点之一。
由于LNG生产过程需要长时间运行，设备的维修和保养变得尤为重要。
蓄冷型 LNG 重卡冷能利用空调系统全路况特性
蓄冷型 LNG 重卡冷能利用空调系统全路况特性蓄冷型LNG重卡冷能利用空调系统是通过将LNG车辆所产生的冷能进行蓄冷处理，使其在车辆行驶时能够有效利用。
其核心原理主要包括冷能蓄存、冷能回收和冷量输出。
具体来说，蓄冷型LNG重卡冷能利用空调系统通过将LNG发动机废气和废热进行蓄冷，使其转化为冷能进行储存。
在车辆行驶时，系统可以根据车内外环境的实时变化，通过控制器将储存的冷能释放出来，并在驾驶舱和车厢内部进行散热，以维持车内环境的舒适度。
1.节能环保相比传统的制冷空调系统，蓄冷型LNG重卡冷能利用空调系统最大的优势在于其节能环保的特性。
该系统能够有效利用LNG发动机排放的冷能，减少了对传统动力系统的依赖，从而减少了LNG重卡的燃料消耗和尾气排放，达到了节能减排的目的。
2.高效性能蓄冷型LNG重卡冷能利用空调系统在系统设计和能量利用上都经过精心优化，使其具有较高的能量转换效率。
通过对冷能的蓄存和释放控制，系统能够在保证车内舒适度的实现能量的最大化利用。
3.全路况适应性蓄冷型LNG重卡冷能利用空调系统在全路况特性方面具有较好的适应性。
系统能够根据车辆行驶状态和环境变化进行实时调节，使其在不同的气候条件下均能够保持稳定的工作性能，为驾驶员和乘客提供舒适的行车环境。
1.高海拔路段在高海拔路段，气温较低，传统的空调系统效能较差。
而蓄冷型LNG重卡冷能利用空调系统可以通过蓄冷功能，大幅提高系统的制冷效能，提供良好的车内舒适环境。
2.高温地区在高温地区，蓄冷型LNG重卡冷能利用空调系统可以根据环境温度来合理释放冷能，保持车内环境的舒适度，减少LNG重卡在高温环境下的能耗和排放。
3.复杂气候路段在气候条件复杂的路段，蓄冷型LNG重卡冷能利用空调系统能够通过智能控制，实现多种模式的切换，以适应复杂多变的气候条件，为驾驶员提供舒适的驾驶环境。
4.长途运输在长途运输中，蓄冷型LNG重卡冷能利用空调系统通过蓄冷功能，可以减少系统在行驶过程中对发动机的额外负荷，从而提高了车辆的燃油经济性，延长了LNG重卡的运行里程。
LNG冷能利用
LNG的冷能利用我们都知道LNG是一种清洁燃料，但很少知道它还有冷能作用。
比如将LNG的深度冷冻用于低温冷藏库，对食品保鲜、水产品冷藏和蓄冷等都有明显效果。
LNG是零下160多摄氏度状况下的液化天然气，大有冷能可用。
其冷能利用可分为直接和间接两种。
直接利用包括冷能、深冷空气分离、冷冻仓库、制造液态干冰、汽车冷藏、汽车空调、空调制冷，以及低温养殖和栽培等；间接利用包括低温粉碎、水和污染物处理等。
LNG冷能在空气分离、深冷粉碎、冷能发电和深度冷冻等方面已经达到了实用化程度，经济效益和社会效益都十分明显。
小型冷能发电在LNG接收站也有运行，可供应LNG接收站部分用电需求。
LNG用于海水淡化等项目，尚需对技术进行进一步开发和集成。
LNG冷能发电，是采用朗肯循环发电技术，按照其冷能回收的当量，相当于10%~20%的冷能可以转化为电能。
这是一种无污染的电源，所需设备和技术目前都比较成熟。
《化学工业杂志》2014年第五期1LNG冷能利用环境分析1.1产业发展现状各国政府和企业均十分重视LNG冷能的回收利用，特别是以日本和中国为代表的东亚国家和地区均对LNG冷能应用展开了广泛深入的研究，在空气液化、冷库、液化二氧化碳和干冰的制取、低温发电和低温破碎等领域进行了成熟的商业性应用，已积累了丰富的经验，企业在LNG冷能的回收利用过程中能得到政府在政策、资金等方面的大力支持，从而获得明显的经济效益和社会效益。
1.1.1日本日本是世界上LNG冷能利用较多、技术最发达的国家，主要方式有低温发电、空气分离、液态二氧化碳及干冰的制造和万吨级低温冷库，约20%~30%的LNG冷能被利用。
其中，低温发电比重超过70%，空气分离约占20%。
日本正在运营的LNG冷能空分装置如表11所示。
日本是利用LNG冷能发电最多的国家之一，冷能发电装置装机容量一般在400~9400kW之间，正在运营的LNG低温发电厂如表12所示。
东京湾LNG接收站区域已成为集中低温仓库、深冷发电装置，冷冻食品厂，空气分离及液化装置以及液化二氧化碳和干冰生产厂等企业的工业聚集区，其冷能利用率达到43%。
LNG冷能利用的热力学分析
取过程中性质的变化比液体抽取过程中的变化 更大。 热力学性质和可用冷能在气体和液体抽取 过程中随剩余质量比 mr 的变化绘制与图 3 中，
气体的抽取过程相比，温度，气相和液相成分的 变化并不明显。由于在液体抽取过程中没有强烈 的气化现象，可用冷能在抽取过程中保持不变。 在整个液体抽取过程中只有少量的液体气化来 填补抽取液体的空间。
xi 和 yi 是 i 组分在液相和气相中的质量分数， zi 是 i 组分在储罐中的总质量分数。 q 表示的是气 相质量和总质量的比值。储罐中 LNG 的比体积 表示为 V （ 3） v= m V 表示的是储罐的容积。 首先，取液体抽取过程中的微元质量 ∆m 为 研究对象。由于只有气体被取出，i 组分的抽取 量为∆mi=∆mgi=(∆m)yi。定义参数 ε=∆m/m，新的 准平衡状态下储罐中的质量分数表示为
图 4 600kPa 下液体抽取过程中混合物（90/10 摩尔分数的甲烷乙 烷）热力性质和可用冷能的变化（抽取过程从剩余质量比为 1 开 始）；（a）组分和温度，（b）可用冷能
液体抽取过程
液体抽取过程中组分，温度和可用冷能随剩 余质量比的变化如图 4 所示，压力为 600kPa。与
在图 4a 中可以看到，当剩余质量比小于 0.2 时甲烷的总质量分数迅速增大，这预示着在液体 抽取的最后阶段，储罐中大部分是甲烷。如图 4a 所示，储罐中的温度几乎没有变化，液相和气相 的比体积几乎是常数：这是由于温度和组分的变 化微乎其微。 图 4b 中，总冷能 qtot，吸收的冷能 qA 和外部 冷能 qE 在液体抽取过程中表示为剩余质量比的 函数。总冷能的主要部分是外部冷能，用以保持 储罐中恒定压力的吸收冷能在液体抽取过程中 几乎不变。
图 3 600kPa 下气体抽取过程中混合物 （90/10 摩尔分数的甲烷乙烷） 热力性质和可用冷能的变化 （抽取过程从剩余质量比为 1 开始） ； （a）组分和温度，（b）气体和液体的比体积，（c）等式（9）中每项的贡献，（d）可用冷能 图2 质量分数（细实线）在液体和气体抽取过程中的变化；甲
lng混合冷剂原理
lng混合冷剂原理液化天然气（LNG）作为清洁能源的一种，被广泛应用于工业生产和交通运输领域。
随着全球环境保护意识的增强和对传统石油能源的减少依赖，越来越多的国家开始关注和发展LNG作为替代能源的潜力。
而其中，为了提高LNG的制冷效率和降低生产成本，人们开始研究和应用混合冷剂技术，并取得了一定的成果。
**LNG的混合冷剂技术起源**自20世纪初，随着LNG技术的不断发展，单一冷剂制冷技术已经不能满足LNG生产的需求。
为了克服传统冷剂的局限性，提高LNG制冷效率，研究人员开始探索混合冷剂技术，并逐渐在实践中应用。
混合冷剂技术将不同种类的冷剂按照一定比例混合在一起，利用各自的物性以及相互作用，实现对LNG的高效制冷。
**LNG混合冷剂原理与工作方式**LNG混合冷剂技术的原理主要是利用不同种类冷剂的物性和相互作用，提高制冷系统的效率。
具体来说，混合冷剂技术可以通过调节混合比例、温度和压力等参数，实现对LNG生产过程中不同阶段不同条件的制冷需求。
在工作方式上，通过循环压缩制冷循环，混合冷剂技术可以将LNG从环境温度降至负百度以下，满足LNG在生产、储存和运输过程中的需要。
**LNG混合冷剂技术的优势**相比传统单一冷剂技术，LNG混合冷剂技术具有明显的优势。
首先，由于混合冷剂技术可以根据不同工艺条件和要求进行调节，制冷效率和能耗控制得更加精准。
其次，混合冷剂技术可以避免传统冷剂的安全隐患，提高生产运营的可靠性和安全性。
另外，由于混合冷剂技术的应用，可以显著降低LNG生产和运输的成本，提高企业的竞争力。
**LNG混合冷剂技术的应用**目前，LNG混合冷剂技术已经在全球范围内得到广泛应用。
各类LNG生产企业、液化设备制造商和科研机构纷纷开始研究和开发适用于不同条件和规模的混合冷剂技术。
在实际应用中，结合LNG的特点和需求，对混合冷剂技术进行了不断改进和优化，取得了显著效果。
**LNG混合冷剂技术的发展趋势**随着LNG市场的不断扩大和技术的不断进步，LNG混合冷剂技术也将迎来更广阔的发展空间。