LNG冷能用于天然气电厂二级循环发电的研究
上海LNG 接收站冷能利用发电的研究
上海煤气2019年第4期〈〈25上海LNG接收站冷能利用发电的研究上海燃气工程设计研究有限公司章润远摘要：根据国家、上海浙江两级政府的节能减排政策，国家能源局对上海LNG储罐扩建项目的特别批示，上海LNG接收站进行了一期扩建工程，该项目同期建设了1套冷能利用发电装置。
通过对冷能利用的简介，结合上海LNG接收站的现状，确定该站冷能利用发电采用低温朗肯循环法。
介绍了低温朗肯循环法工艺路线的操作模式，对冷能发电装置的外输电量和丙烷循环量进行了模拟计算，得出了若干结论。
关键字：LNG接收站冷能利用发电低温朗肯循环1 引言随着上海天然气市场的快速扩容，“十三五”期间天然气消费量将达到100亿m3，其中城市燃气用户规模约54亿m3，约为2010年的2.2倍，“十四五”期间天然气消费量将达到140亿m3，其中城市燃气规模将达到80 亿m3。
届时，上海市天然气市场的不均匀性将更加显著，调峰需求量将进一步增加。
此外，燃机用气需求亦将随之提高，天然气市场波动对于气温等因素的敏感性将提高，市场不确定性相应增加，对上海LNG项目的供应和调峰提出了更高要求。
上海能源发展“十二五”规划和上海燃气发展“十二五”规划中，明确提出要建设上海LNG项目二期工程。
根据国家、上海浙江两级政府的节能减排政策，国家能源局对上海LNG储罐扩建项目的特别批示(“深入研究LNG冷能利用问题，做好冷能利用规划，同步建设冷能利用项目，提高能源综合利用效率”)，在上海LNG储罐扩建项目的前期设计中必须对冷能利用加以研究并在扩建工程实施时同步进行建设。
上海LNG接收站一期扩建工程项目中的冷能利用方式主要是冷能利用发电，同时按照扩建项目现有整体规划，冷能利用同其它所有设施均一次规划、分步实施。
2 LNG冷能利用2.1 冷能的定义冷能指的是在自然条件下，利用一定温差可以得到的能量。
根据工程热力学原理，利用这种温差可以获得有用的能量，这种能量称之为冷能。
液化天然气LNG由天然气经深冷加工液化后制得，属于一种超低温液体，主要成分是甲烷。
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。
LNG冷能发电技术研究
LNG冷能发电技术研究作者：刘胤来源：《世界家苑·学术》2017年第04期摘要：液化天然气之中蕴含着巨大的能量，但是在其汽化的过程中，没有对其中蕴含的冷能进行充分的利用，导致能量的浪费。
本文对利用LNG能冷发电进行了比较深入的研究，主要从两方面进行冷能的利用：改善现有的动力循环和相对独立的低温动力循环，对从事LNG冷能利用的研究人员具有一定的借鉴意义。
关键词：LNG；冷能；发电技术1 前言在当今世界一次能源结构中，天然气所占的比重已经高达25%，对于社会经济的发展具有十分重要的作用。
天然气作为能够广泛推广的清洁能源，极大的迎合了现代经济发展政策中“可持续发展”的核心要求，能够为各行各业带来高效率的优质能源服务，必将成为未来世界发展的主要能源形式。
天然气主要是以液态形式进行运输的，即液化天然气LNG，对天然气进行液化处理需要消耗大量的能量。
利用天然气时往往是以气态的形式，需要将液态形式的天然气转变为气态。
在LNG转变为气态的过程中会释放大量的能量，据不完全统计，转化过程中的能量大约为240kWh/t，若能对其中的冷能进行有效的利用，将会转变为大量的电能。
2 通过LNG冷能对动力循环进行改进最为直接的利用LNG冷能的方式就是利用于海水的冷却，而后被冷却降温的海水便能够被利用到动力循环冷凝器里，作为其中的循环水来使用，同时，还可以利用LNG的冷能来降低排气的温度。
该种方法构造简单，在实际中容易实施但是其对冷能的利用效率非常低，对功率、效率的提高程度非常有限。
当前LNG冷能利用比较成熟的就是对燃气轮机的入口空气进行冷却处理，由于气轮机的性能受入口空气温度的影响非常大，降低其空气温度能够提高气轮机的发电效率。
由此可见，若能将LNG冷能充分的应用于燃气轮机的发电过程中，能够获得非常好的经济效益，但是同时还要注意由此而导致的空气湿度增加对气轮机所造成的影响。
关于LNG冷能的利用还有就是，利用LNG将清洁水进行降温，再经由雾化装置在气轮机的入口处喷出，与由压气机排出的空气进行均匀的混合，将混合气体的温度降低8℃，就能提高气轮机的功率达15%。
LNG冷能发电技术研究进展
（ １ ． ＣＮ ＯＯＣ ｇ ａ ｓ ａ ｎ ｄ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｒ ｅ ｆ ｃ ｏ Ｇｒ ｏ ｕ ｐ Ｌ ｔ ｄ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ２ ７ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
冷 能 发 电技 术 的发 展 方 向 和 思路 。
关键词 ： Ｌ Ｎ Ｇ； 冷能 ； 发电
中图分 类号 ： Ｔ Ｕ ８ ３ １ ． ３
文献标 志码 ： Ｂ
文章 编号 ： １ ０ ０ ９—３ ２ ３ ０ （ ２ ０ １ ３ 】 ０ ５－ ０ ０ ２ ２— ０ ３
ＬＮＧ Ｃｏ ｌ ｄ Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｐｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ
个Ｌ Ｎ Ｇ接收 站 ， 全球 Ｌ Ｎ Ｇ贸 易 总 量 为 １ ． ４ ３ ３亿
吨 ｊ 。我 国进 口 Ｌ Ｎ Ｇ主 要来 自东 南 亚 国家 和澳
干扰 ， 而其 他 冷 能利 用方 式 受环 境 、 市场、 运 输 等
因素影 响较大 ； Ｌ Ｎ Ｇ冷 能发 电可 以 回收 大部 分 温
大利 亚 等地 ， 需 通 过 海 上运 输 方 式 到达 接 收站 。
（ １ ． 中海石 油 气 电集 团有 限责 任公 司 １ ０ ０ ０ ２ ７ ２ ． 中海 浙江 宁波液化 天然 气有 限公 司， 浙江 宁波 ３ １ ５ ８ ０ ０ ） 摘 要： 液化 天 然气是 ２ １ 世 纪的 主要 能 源之 一 。液化 天 然 气 中携 带的 大量 冷 能具 有 重要 的 回收利 用价值 。文 中对 Ｌ Ｎ Ｇ冷能发 电技 术 的主 要 形 式及 改进 优化 途 径进 行 分析 ， 指出Ｌ Ｎ Ｇ
LNG_冷能发电模式分析
任 锦 LNG 冷能发电模式分析32023，33（4）LNG 冷能发电模式分析任 锦* 惠生工程（中国）有限公司北京分公司 北京 100020摘要 本文以项目实例，将朗肯循环运用到联合法发电流程，通过模拟计算表明，混合工质是用于低温朗肯循环最合适的工质，工质的蒸发温度和冷凝温度对系统净输出功的影响较为明显，利用周边装置余热作为工质蒸发热源可有效改善系统冷量回收率。
关键词 液化天然气（LNG） 低温朗肯循环 混合工质 冷能回收利用DOI : 10.3969/j.issn.1007-6247.2023.04.001*任 锦：工程师。
2007年毕业于武汉理工大学化学工程与工艺专业获学士学位。
主要从事石油化工与天然气工艺设计。
联系电话：158****1653，E-mail ：****************。
天然气作为一种新型、清洁、高效的优质能源，受到各个能源消费大国的重视，其用途主要体现在发电、用作生活燃料及工业燃料、化工行业原料、生产化肥、合成纤维等方面。
目前世界天然气探明储量已经接近石油储量，随着世界石油、煤炭等资源逐渐减少，生态环境的恶化加剧，天然气将逐步成为可利用的主要能源之一。
1 LNG 冷能特性分析随着我国对环境保护的重视，LNG 作为一种清洁、高效的新能源，越来越受到青睐。
天然气在进行远距离运输时，往往以常压、-162 ℃的液态形式储存。
在LNG 接收站，又需要将其气化为常温下的高压气体送至天然气管网，在气化过程中，LNG 将释放大量冷能。
冷能是指在常温环境中利用一定的温差所得到的低温能量，即LNG 所具备的温差势能。
传统气化方式直接将冷能释放到环境中，造成了极大的能量浪费，回收冷能并将其再利用已成为新焦点。
1.1 LNG 的冷㶲及其影响因素㶲是当热力学系统的状态与给定的环境状态不平衡时，系统所具有的在理论上能够转换为可用功的那部分能量。
㶲是以环境作为基准所取的相对量，在可逆过程中，㶲和能量一样是守恒的。
液化天然气冷能利用方法的研究与展望
冷能发电。
LNG 冷能发电的原理是LNG 与周边环境介质进行热交换后，LNG 温度升高气化，进而引发周围环境介质的压力和体积改变，对外做功进行发电[6]。
目前，常见的LNG 冷能利用发电方式主要包括直接膨胀法、低温朗肯循环、低温Brayton 循环、联合法、燃气轮机进气冷却等。
与传统火力发电相比，LNG 冷能发电最主要的优点是无污染物排放、噪音小等。
轻烃分离。
LNG 冷能轻烃分离的原理是LNG 中各轻烃组分性质不同，其相变温度也不同，分离技术就是建立在LNG 各组分相变温度不同的基础上，实现轻烃分离[7]。
分离LNG 中的轻烃组分可得到CH 4、C 2H 6和LPG 。
通常将分离得到的CH 4加压后在输送至天然气管道，分离得到的C 2H 6可进行生产乙烯，还具有成本低、能耗低、投资小的优势，这会产生很客观的经济效益。
制液化CO 2和干冰。
利用回收的LNG 冷能提供给CO 2，LNG 冷能产生的低温就可以用于液化CO 2冷却，而且只需要把液化装置的工作压力降至0.9MPa 左右就可以进行液化，这种方法工艺流程简单，同时也大大降低制冷设备的负荷[8]。
通过LNG 冷能回收制作液化CO 2和干冰，电能消耗量大约为0.2W/m 2，可以节省10%建设费用以及50%的电力消耗量。
海水淡化。
利用LNG 冷能进行海水淡化主要是采用冷冻法，冷冻法海水淡化是海水在冷冻过程中会发生“盐水分离”的现象，低温产生的冰体中含盐量较低，可以进一步将冰与盐水分离，进而得到淡水的过程[9]。
从能耗角度来说，一个大气压下冰的融化热仅是水的气化热的15%。
而且冷冻法在低温下操作，具有材料设备腐蚀较轻、无需除钙等优势。
1.2 间接利用方法低温破碎。
利用LNG 冷能空气液化分离产生的液氮对物体进行冷冻后，再进行破碎。
由于低温破碎要比常温破碎性0 引言我国目前面临大量的使用煤做燃料的问题，煤燃烧后排入大气中二氧化碳的粉尘量大幅度提高，因此我国采取的一个重要措施就是优化能源产业结构，尽可能增加清洁能源在我国一次能源消费中的比重[1]。
浅谈我国LNG冷能利用技术的应用与发展
浅谈我国LNG冷能利用技术的应用与发展摘要：LNG是液态低温液体，在气化转变过程中释放大量能量（冷能），具有很高的利用价值，随着我国经济快速发展，能源需求越来越大，LNG冷能技术的运用越来越受到人们关注，本文就我国LNG冷能利用技术应用及发展进行了分析及论述。
关键词：LNG冷能利用技术应用发展随着我国经济发展，能源结构的调整，天然气已成为和煤炭及石油相提并论主要能源，并且将成为未来主要能源之一，LNG是继煤炭、石油之后的又一新兴绿色清洁能源，LNG在制造过程当中需要消耗大量的能量，而在气化过程当中又要将这些能量进行释放，这些能量的回收成为当今社会各行各业非常稀缺的一种特殊资源-冷能利用，对这些冷能进行回收利用，将产生巨大的经济效益、社会效益。
一、LNG概述及其冷能技术的应用1.LNG概述LNG是液化天然气英文简称，天然气所指的是在气田里进行自然开采的可燃气体，其主要成分为甲烷，，在常温常压状态下是气体，通常天然气产地和用户相隔比较远，为了运输及储存方便，就把气田开采出的天然气通过脱水、脱硫、脱酸、压缩等工艺处理，使其液化为-162℃低温液体，也就称为液化天然气LNG 了，LNG具有节省运输储存空间及成本特点，并且还有性能高及热值大等特点，LNG进行终端使用时，需要把LNG进行气化，在这个过程里大约会放出830-860kJ/kg的冷能，这些冷能的利用价值、潜力巨大，并且各国均在进行冷能利用技术研究及提高。
2.LNG冷能利用应用发展LNG冷能利用潜力巨大，不同温度冷能价值是不同，如建筑物空调中，7～12℃冷量制取，其COP耗电效率要在5以上，而-160℃的低温冷能中的COP仅需要0.156，当位于-100℃之下的低温冷能时，其经济价值是比较高的，可节省大量低温冷能电力。
现在LNG冷能的利用项目均是单一用户，多用户集成项目是比较少的，在现有冷能利用技术里，除了空分利用位于-150℃和-70℃之间，很多用户的冷温位和LNG气化冷能温度的分布是不匹配的，其利用率比较低，使得经济效益不是很高，韩国、日本及中国台湾等地方冷能利用项目仅有20%左右的LNG冷能获得了利用，而我国LNG进口都要比世界要晚，随着我国能源需要不断增加，LNG进口量的日益加大，如何加强提高LNG冷能利用技术，显得尤为重要。
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。
低温热能-LNG冷能双级发电系统参数分析与优化
低温热能-LNG冷能双级发电系统参数分析与优化低温热能-LNG冷能双级发电系统参数分析与优化摘要：本文提出了一种新型低温能源利用方式，即低温热能-LNG冷能双级发电系统，该系统可实现热电联供并提高能源利用效率。
文章首先介绍了该系统的工作原理，然后建立了系统数学模型，分析了系统内部传热、传质、传动过程，得出了系统的理论性能曲线。
接着，通过实验验证，确定了系统关键参数，并对系统参数进行了优化，取得了良好的热电转换效果。
本文研究结果表明，该系统具有较高的能源利用效率和经济性，可以作为低温热能利用的一种新型方式。
关键词：低温热能；LNG；冷能；双级发电系统；参数分析；优化1. 引言低温热能是一种常见但被广泛浪费的能源形式，例如地表水、地下水、大气水蒸气等，其温度范围通常在0～70℃之间。
传统的低温热能利用方式主要是通过低效的直接蒸发或间接蒸发方式进行，使得其潜在的能源价值严重受限。
冷能则是一种相对较为稀缺的能源资源。
目前主要通过制冷剂或者利用环境温度差采用直接或间接的方式来获取。
然而，这些方式存在着制冷剂对臭氧层的破坏、能量和材料消耗、成本高等不利因素，使得冷能的利用受到了限制。
为了充分利用低温热能，缓解冷能的短缺，提高能源利用效率，本文提出了一种新型低温热能利用方式——低温热能-LNG冷能双级发电系统。
在该系统中，利用低温热能驱动气态LNG制冷机，使其产生冷能，并通过再次加热LNG产生动力，从而实现热电联供。
该系统不仅可以提高低温热能的利用效率，而且可以大幅度减少LNG制冷机的能量消耗，降低系统的运行成本。
2. 系统工作原理低温热能-LNG冷能双级发电系统由低温热源、LNG制冷机、热机和发电机等四个主要部分组成。
其中，低温热源通过换热器预先加热LNG，使其升温至0℃以上，同时低温热源本身的温度下降一定值。
然后，经过减压膨胀阀的降压作用，LNG瞬间膨胀，产生强烈的蒸发冷却。
冷却后的LNG进入制冷机蒸发器中，通过拉伸制冷循环的方式进行制冷，将热能再次转化为冷能。
LNG冷能发电技术现状研究
为合理 利用能量 提供 了理论 依 据 Ｉ ２ Ｊ 。Ｌ Ｎ Ｇ冷 能发 电 的原理
在 Ｌ Ｎ Ｇ气化时利用其与周 围环境 剧烈 的能量交 换所 引起 的介
法效率不高 ， 且发电功率较小 ， 冷能 回收效 率仅为 ２ ４ ％ｌ ２ ］ 。
质 的压力和体积的变化对外做功来实现发 电。
２ ． ２ 二次媒 体 法
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ７— ０ ６—０ ７
作者简 介 ： 高
源， 管 道工 程师 ， 主要从事管道设计 。
第ｌ ４期
高
源， 等： Ｌ Ｎ Ｇ冷能发 电技术现状研究
再次循环利用 装置 的主要 设备 有 Ｉ Ｆ Ｖ（ 中 间介 质气 化器 ） ， Ｌ Ｐ Ｇ 泵和透平发 电机组件 。中间介质是 制冷 剂级丙 烷 。Ｉ Ｆ Ｖ分 为 ３ 个热交换器 ： Ｅ １ （ Ｌ Ｐ Ｇ蒸发 器 ） ， Ｅ ２ （ Ｌ Ｎ Ｇ气 化器 ） 和 Ｅ ３ （ Ｎ Ｇ加
的透平发 电 ， 做功后 的气态 中间介 质再被 Ｌ Ｎ Ｇ冷凝 为液 态 ， 重
种高压常温气体 。需要加大对物理炯 的应用 ， 将高压下 的 Ｌ Ｎ Ｇ
ＴｕＲ戡Ｉ
新与海水换 热 ， 如此循环 不断发电 （ 见图２ ） ］ 。
图２ 二次媒介法 的冷 能发 电装 置工艺流程示意 图
Ｌ Ｎ Ｇ是 甲烷为 主的低碳烷烃低 温液态混 合物 ， 与周 围环境 存在着温度差 和压力 差 。Ｌ Ｎ Ｇ的冷量 就是 液化 天然气 变 化到 与环境平衡状态所 能获得 的能量 通常 采用 热力 学参数 炯 来评
价， 炯 是衡量冷能大小 的指标 。冷能炯 反 映了能量 的反生和传 递 的趋 势 ， 揭示 了系统 内部能源 的大小 、 成 因及损失 分布 情况 ， 图１ 天然气直接膨胀发 电流程示 意图 直接膨胀法 的优 点 是循 环循 环 过程 ， 所 需设 备 少 ； 但 该 方
天然气联合循环发电技术的应用分析
天然气联合循环发电技术的应用分析【摘要】：为配合“西气东输”和液化天然气（LNG）的输入，我国东部地区正在建设一批大型联合循环电厂。
为了使建成后的电厂单位投资省、热效率高、投产后具有较好的效益，对天然气联合循环发电技术进行全面而系统的研究和优化至关重要。
【关键词】：天然气；联合循环；发电；燃气一、天然气联合循环发电技术概况使用天然气发电所使用的设备装置与运作流程是不同于燃煤发电的，后者的发电流程一般都是如下图所示：而天然气发电生产流程为：天然气发电技术的运作需要燃气轮机排气温度达到430℃以上。
它的运作原理主要是通过废热锅炉在高温下产生大量蒸汽并利用蒸汽作为发电动力，同时蒸汽的热效能还能起到供热的作用。
目前，很多国家及地区所使用的天然气发电方式大都采用燃气与蒸汽相互作用的联合电厂（CCGT）的方式。
由于使用天然气发电与使用燃煤方式发电所产生的发电效果完全不一样，燃气与蒸汽联合电厂产生的热效率远远高于普通的燃煤电厂所产生的热效率。
许多相关行业如火电厂、燃煤电厂就已经利用天然气来取代燃煤的方式，这样不光节省了煤资源，更重要的是解决了使用燃煤方式发电所带来的环境，人力及工业运输等成本方面的问题。
二、天然气联合循环发电技术的应用天然气联合循环发电技术的应用在我国最早出现在二十世纪90年代，发展到今天，这项技术已经日渐成熟。
无论从环境还是经济的角度来看，这项技术的发展在我国都非常符合国情。
天然气联合循环电厂的运作在投资、环境、效益等方面来说都要比燃煤电厂的运作更有利，前者可以在更多低成本的条件下产生高效能。
但是，这项技术在实际应用过程中所遇到的问题是其对燃料的高要求以及上网电价的过高，这在一定程度上制约着燃气轮机及其联合循环发电技术在世界范围内的市场份额只占有一半左右。
如今，天然气作为发电燃料的发电机组已经达到百分之四十左右的供电效率。
如果进一步提升天然气的发电效率，可以在供热效率方面也得到相应的提高。
蒸汽与燃气相互循环作用的运作原理，在这一方面有显著效果，可以利用它的优点制造更先进的发电设备。
液化天然气(LNG)冷能用于发电燃气轮机进气冷却系统初探
液化天然气(LNG)冷能用于发电燃气轮机进气冷却系统初探王巍悦 柳建华 陈曦(上海理工大学，上海 200093)摘 要 随着世界经济的发展，全球性石油资源的紧缺以及环境污染问题的日益严重，使得燃烧性能好、污染小的天然气日益受到各国的关注。
但天然气通常以液态运输和存储，在使用前又必须经过一个气化过程，这样便会释放出大量的冷量，若能对这部分能量加以利用将会产生十分可观的经济效益,拥有良好的节能前景。
针对液化天然气的实际使用情况，结合包括我国广东地区的气候等各方面条件设计了一个将液化天然气冷能用于冷却燃气轮机组进气温度的回收利用系统，并分析了该冷能回收利用系统的可行性。
关键词 LNG 冷量 燃气轮机进气温度 节能EXPLORATION OF GAS TURBINE GENERATING UNIT INLET AIR COOLING SYSTEM BASED ON THE LIQUEFIED NATURE GAS(LNG) COLDENERGYWang Weiyue Liu Jianhua Chen Xi(University of Shanghai for Science and Technology, shanghai 200093)Abstract With the development of the world economy, the shortage of global oil sources and environmental contamination problem becomes more and more seriously that makes the natural gas which has well combustibility and low pollution get more focus. But the natural gas usually stored and transported as liquidness, it needs gasification before using it. So there is a lot of cold energy being released during the gasification process. If it can be used efficiently, it will not only bring considerable economic value, but also have fine energy-saving prospect. The paper designs a liquefied natural gas(LNG) cold energy recovery and using scheme according to LNG actual application，that is cooling the inlet temperature of air for the gas-turbine power unit.，following the local condition of Guangzhou such as climatic condition, and analyzes its feasibility.Keywords LNG Cold energy Gas turbine inlet temperature Energy-saving0 前言LNG工业在近半个世纪内飞速地发展，世界LNG 产量以年均20％的速度增长，预计2010年产量将达到2400亿m3，而到2040年世界天然气供应量将超过石油和煤炭，跃居世界之首。
关于液化天然气(LNG)冷能的利用与规划的研究
关于液化天然气（LNG）冷能的利用与规划的研究发表时间：2019-08-27T11:09:28.580Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：曾海航[导读] 摘要：随着液化天然气（LNG）使用规模的不断扩大，LNG的冷能利用市场前景巨大。
深圳市新城市规划建筑设计股份有限公司 518172摘要：随着液化天然气（LNG）使用规模的不断扩大，LNG的冷能利用市场前景巨大。
文章介绍了天然气冷能利用原理及LNG冷能在空气分离、轻烃分离、发电、冷冻冷藏、冷能的梯级利用等方面的利用的相关技术，讨论了如何进行LNG冷能的梯级利用，并做出了发展建议与规划。
关键词：液化天然气；冷能；利用 1 LNG 冷能的评价利用 LNG 冷能主要是依靠 LNG 与周围环境之间存在的温度和压力差，通过 LNG 变化到与外界平衡时，回收储存在 LNG 中的能量。
为了估计从 LNG 中可以回收的能量，首先应从理论上对能回收的冷能进行评价。
对 LNG 冷能的评价采用本质安全指标法是较方便的，由于把外界环境条件考虑在内，能合理地对进出体系的热量与环境之间的关系作出评价，所以它可以很好地对 LNG 冷能的质进行定量表示。
所谓本质安全指标法，其定义为体系与外界达到平衡时所得到的最大功，冷能的概念如图 1。
H—焓（kJ）；S—熵（kJ/K）；T—绝对温度（K）；Q—热量（kJ）；W—功（kJ）图 1 冷能的概念 2 液化天然气的冷能利用技术 2.1轻烃分离由于液化天然气中的C2、C3、C4烃含有一定的摩尔分数，通过运用轻烃分离技术，可以有效改善液化天然气热值，这对于液化天然气的标准化利用非常重要。
在实际应用中，C2+轻烃的热附加值比较高，可以应用在多个领域。
根据相关试验验证，液化天然气冷能利用中使用了大量的深冷分离乙烯和C2+分离的裂解产物。
2.2 分离空气结合液化天然气冷量㶲原理可知，环境温度和低温㶲之间呈现比例关系，低温条件下液化天然气的冷量可以用于低温㶲，并且液化天然气温度往往高于分离空气设备运行温度，在低温条件下液化天然气冷能可以用于氢气、氧气、氮气等气体分离，简化传统复杂的空气分离流程，降低能耗和资源浪费。
LNG冷能在燃气蒸汽联合循环机组中的利用
理． 通 过 低 温工 艺 冷冻 液 化 而成 低温 （ 一 １ ６ ２ ％） 的液体 混 和
物． 其 密度 大约增加 ６ ０ ０倍 ． 以利于 长距 离运输 。每生 产 １ ｔ Ｌ Ｎ Ｇ 的 动 力 及 公 用 设 施 耗 电量 约 为 ８ ５ ０ ｋ Ｗｈ ． 而在 Ｌ Ｎ Ｇ 接 收
冷能． 实现电厂 的热电冷联供 ． 不 仅 可 实 现 资 源 的循 环 利 用 并 能提 高燃 气 蒸 汽 联 合 循 环发 电机 组 的 技 术 经 济性
关键词 Ｌ Ｎ Ｇ 冷 能 燃 气轮 机 电 站
中图分类号 ： Ｔ Ｍ ６ １ １ ． ３ １
文献标 识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ９ ０ ６ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ３ ０ — ０ ２
的电耗去 制备冷水 若在夏 季利用 Ｌ Ｎ Ｇ冷能将燃 机进 口温
度 降低 １ ０ ℃． 则单 台燃 机 出力将 增 加 ５ ％左 右 ． 但 是 空 气 的 含湿 量增 加 ． 同时系统 的阻力 增加 ． 系统热 耗约将 降 低 ０ ． ２ ％ 左右 。另外 ， 燃机进 Ｌ Ｉ 温 度有一定 的限制 ． 温 度也不 能太低 ．
站． 一般又 需将 Ｌ Ｎ Ｇ通过 汽化器 汽化后使 用 ． 汽化 时放 出很
大 的冷量 ， 其值 大约 为 ８ ３ ０ ～ ８ ７ ０ ｋ Ｊ ／ ｋ ｇ 。这 种 冷 能从 能 源 品 位 来看． 具有 较高 的利用 价值 ． 而 其 通 常 在 天 然 气 气 化 器 中被 舍 弃了 ， 造 成 了 能 源 的 浪 费 为 此 ． 通 过 特 定 的 工 艺 技 术 利 用 Ｌ Ｎ Ｇ冷能 ， １以 达 到 节 省 能 源 、 口 提 高 经 济 效 益 的 目的 。 在 管 道 气 还 未 开 通 的情 况 下 ． 燃 气 联 合 循 环 电 厂 建 设 可 考虑利用 Ｌ Ｎ Ｇ作 为 过 渡 燃 料 或 备 用 燃 料 ．若 同 时 考 虑 合 理 利Ｊ ｝ ｛ ｊ ＝ Ｌ Ｎ Ｇ 使 州 过 程 中产 生 的 冷 能 ． 实 现 电厂 的 热 电 冷 联 供 ． 不 仅 可 实 现 资 源 的 循 环 利 用 并 能 提 高 燃 气 蒸 汽 联 合 循 环 发 电 机 组 的 技 术 经 济 性
LNG冷能应用及研究
【 摘 要】 中 困经 济持续 快速 发 展 ， 能源 供需 矛 盾 日益突 出，随黄 能源 尤其 是 电力成 本 大幅度 增 加． Ｌ Ｎ Ｇ 冷能 利 用越 来越 显珍 贵 。 文章 对 Ｌ ＮＧ 冷 能 旧收混 合 动 力循环 进行 了分 析 ， 指出 Ｌ ＮＧ冷 能利 用在 中 国具有 曩大的节 能减 排 价值 和经济 效 益 ， 并 讨论 了 Ｌ ＮＧ冷 能的 利用 及进 展 ， 为Ｌ ＮＧ 冷能 利 用 Ｈ后 发展 奠定 了 一定 的理 论基 础 。 ［ 关键 词］ Ｌ ＮＧ：冷 能利 用 ：混合 动力 循环 ；进 展 【 中 图 分类 号】 Ｔ Ｑ ［ 文献 标识 码】 Ａ ［ 文章 编 号］ １ ０ ０ ７ — １ ８ ６ ５ （ ２ ０ １ ４ ） １ ５ － ０ １ ３ ３ — ０ ２
２ ０ １ ４年 第 １ ５期
第４ １ 卷 总第 ２ ８ １ 期
广
东
化
工
ｌ ３ ３
ＷＷＷ． ｇ ｄ ｃ ｈ ｅ ｍ． ｃ ｏ ｍ
Ｌ ＮＧ冷 能应用及研 究
刘琦锋 。 ， 吕涛 ２
（ １ ．ｔ Ｉ ｉ 】 化＿ ｆ 油 程建 砹仃限 公司 ，北 京 １ ０ ０ １ Ｏ ｌ ：２ ． 安石 油 大学 石油 工程 学 院， 陕 安 ７ １ ０ ０ ６ ５
Ａｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ ＬＮＧ ｏ ｌ ｄ Ｅｎｅ ｒ ｇ ｙ
Ｌｉ ｕ Ｑｉ Ｆ ｅ ｎ ｇ ， Ｌ ｖ Ｔａ ｏ （ １ ． Ｓ ｉ ｎ ｏ ｐ ｅ ｃ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ １ ０ １ ：２ ． Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｘｉ ’ ａ ｎ Ｓ ｈ ｉ ｙ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｘ ｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ６ ５ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
液化天然气(LNG)冷能发电方法比较和研究
液化天然气（LNG）冷能发电方法比较和研究作者：吕剑雄王北福聂立宏周婧也徐荣荣郝永杰来源：《农村经济与科技》2017年第13期[摘要]我国的液化天然气（LNG）进口量逐年增大，随之而来产生了LNG冷能的浪费问题。
LNG冷能主要用于冷能发电、空气分离、生产干冰、冷藏、海水淡化、制冰和低温粉碎，但除了冷能发电外其他应用对于冷能利用相对较低。
国内外学者对LNG冷能发电技术进行深入的研究，用㶲作为评价方法，并取得了一定的应用成果。
通过对国内外LNG冷能发电技术文献和实际应用的调研，目前主流的六种LNG冷能发电技术：直接膨胀法、朗肯循环法、联合循环法、布雷顿循环法、卡琳娜循环法和多级复合循环法，在总结LNG冷能发电的6种循环方法基础上，对个循环的效率进行了比较。
直接膨胀法和朗肯循环法因工艺流程简单更适合小型气化站进行冷能利用，而多级复合循环法和卡琳娜循环法因工艺流程复杂，在将来克服装置设备后更适合大型的接收站来进行冷能发电，且冷能利用效率较高。
[关键词]LNG；冷能；发电；循环；㶲[中图分类号]TK123 [文献标识码]A前言作为低排放的清洁燃料，LNG是当今世界增长最快的能源。
据Bp公司统计，2015年在全球范围内，天然气占一次能源消费的23.8%，中国全年消费总量较去年增长4.7%，总消费197.3亿m³。
我国天然气缺口严重，进口LNG所占的比例越来越高。
我国也在东南及东部沿海地区投产和规划建设一批大型LNG接收站，见表1。
为便于天然气运输，通常将天然气液化，其体积是标准状态下的1/625，在常压下、天然气的液化温度为-163℃，每液化1tLNG耗电约为850kW·h。
而在LNG接收站和气化站，一般又需将LNG通过气化器气化后使用，气化时放出很大的冷能，其值约为830kJ/kg。
而通常这部分冷能随天然气气化器中的海水和空气流失了，造成能源的浪费。
若LNG拥有的冷量能以100%的效率转化为电力，每1tLNG可利用的冷能发电折合电量约为240kW·h。
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本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==经研究发现将lng冷能用于发电是利用lng冷能的最有效途径之一篇一：我国LNG冷能利用现状及前景我国LNG冷能利用现状及前景p天然气，是一种主要由甲烷组成的气态化石燃料。
它主要存在于油田和天然气田，也有少量出于煤层。
天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较煤炭、石油等能源有使用安全、热值高、洁净等优势。
天然气在常压下，冷却至约-162℃时，则由气态变成液态，称为液化天然气（英文Liquefied Natural Gas，简称LNG）。
LNG的主要成分为甲烷，还有少量的乙烷、丙烷以及氮等。
近年来，我国已在LNG的生产、运输和应用等领域取得不小的成果，LNG已经在我国的大规模应用，如何充分利用LNG在汽化过程中释放的冷能，使其在多领域内达到实用化程度，从而提升整个LNG产业链的经济效益和社会效益，是我们目前急于解决的一个难题[1]。
本文通过对LNG冷能现有的几种主要利用方式的阐述分析和评价，指出了我国LNG冷能利用的难点，提出了LNG冷能的综合利用的集成优化思路。
1、研究目的中国正处在经济持续快速发展、经济结构加快调整的历史时期，在科学发展观的指导下，新型工业化、循环经济、节能减排等重大举措，构成了中国大规模利用LNG冷能的历史机遇。
随着我国对LNG的需求量日益增加，我国在广东、福建、浙江、江苏、山东等沿海地区陆续兴建了多个LNG接收站。
据中国石油和化工协会统计数字表明：到201X年，我国将进口液化天然气高达1000万t，到201X年，将迅猛增到4200万t[2]。
LNG经过气化后进入管网输送给用户，作为城市燃气、工业燃料和化工原料。
在LNG气化过程中，将产生830kJ/kg的低温能量。
通常这部分冷能可以通过天然气气化器被空气、海水、蒸汽、导热油、乙二醇吸收，其中包含的冷量砽未能得到利用，造成巨大的能量浪费。
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煤 气 与 热 力
ＧＡＳ ＆ ＨＥＡＴ
Ｖｏ １ ． ３ ７ Ｎｏ ． ３
Ｍａ ｒ ．２ ０ １ ７
・
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
冷 热 电联 供 ・ 分布式 能源 ・ 可再 生能源 ・
Ｌ Ｎ Ｇ冷 能 用 于天 然 气 电厂二 级 循 环 发 电 的研 究
发 电量 可 以 达 到 ２ ３ １ ｋ Ｗ ・ｈ ／ ｔ 。 目前 已应 用 的
作者简介 ： 韩逸 骁 ， 男， 硕士， 主要从 事 Ｌ Ｎ Ｇ冷能 应用 和富氧燃烧研究 。
Ｌ Ｎ Ｇ冷能发电技术 ， 主要有直接膨胀法 、 联 合法 、 二 次媒体法 、 混合媒体发电法 、 布雷顿循 环法 、 燃气轮
１ 概 述
在 当今 以化 石 能源 为 主 的 背景 下 ， 天 然 气 能 源 作为 清 洁低碳 的 化石 能源 之 一 ， 是 从 化 石 能 源 向新 能源 过 渡 的桥 梁 Ｊ 。我 国天 然 气 资 源 丰 富 ， 目前 天 然气 运 输 骨 干 网 已 初 步 形 成 ， 天 然 气 市 场 逐 渐 发 展 Ｊ ， 天然 气 作 为 清 洁 能 源 得 到 越 来 越 广 泛 的 应 用 。我 国用气 量 近年 来 以高 速 态 势增 长 ， 国家统 计
局数据 显 示 ２ ０ １ ４年 我 国 天 然 气 消 费 量 为 １ ８ ６ ９× １ ０ ｌ ＇ ｌ ｑ ／ ａ ， ２ ０ １ ６年 估计 为 ２ ２ ２ ０×１ ０ ｍ ／ ａ 。 随着 我 国天然 气 应用 范 围不 断 扩 展 ， Ｌ Ｎ Ｇ 电厂 也 正在 不 断兴 建 ， 天然气 在 运输 至 Ｌ Ｎ Ｇ 电厂前 需 要 先 进行 净 化处 理 ， 然后冷 却 液 化 到 一１ ６ ２ ｏ Ｃ， 体 积 仅 为气 态天 然 气 体 积 的 １ ／ ６ ２ ５ ， 这 样 有 利 于 长距 离 输 送 － ４ ］ 。Ｌ Ｎ Ｇ携 带大 量 优 质 冷 能 ， 在 标 准 大 气 压 绝 对 压力 为 １ ． ０ １×１ ０ Ｐ ａ下 ， 单 位质 量 Ｌ Ｎ Ｇ在 气 化 时 会 释放 大 约 ８ ３ ０ ｋ Ｊ ／ ｋ ｇ的冷 能 Ｊ ， 这 些 冷能 可 以用 于发 电和 多级 系统 的优 化 中 ｊ ， 单 位 质量 Ｌ Ｎ Ｇ冷 能
化， 二级循环发电系统净发 电效率达到 ７ ８ ． ２ ％， 与单级循环发 电系统相 比， 系统净发 电效率绝对值
提高３ ２ ． ４ ％。 关键 词 ： Ｌ Ｎ Ｇ冷 能 ； Ａ Ｓ Ｐ Ｅ Ｎ Ｐ Ｌ Ｕ Ｓ软 件 模拟 ； 二 级循 环 发 电 ； 循 环 工质 中图分类 号 ：Ｔ Ｍ６ １ １ 文 献标 志码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ ０ ０— ４ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ３— ０ Ａ ４ ９— ０ ５
机 利用 法 。其 中直 接 膨 胀 法 原 理 简单 ， 但 发 电效率 仅为 ２ ４ ％； 布 雷 顿循 环 法 发 电效 率 最 高 ， 发 电效 率 达到了 ５ ５ ％， 但是流程复杂 ； 二 次媒 体 法 发 电效 率 最低 ， 仅为 １ ８ ％ …。Ｌ Ｎ Ｇ冷 能 还 可 以 应 用 在 天 然 气为燃 料 的冷 库运 输 车上 ， 用 Ｌ Ｎ Ｇ 冷 能 冷 却 冷 库 ， Ｌ Ｎ Ｇ冷 能 目前 主 要 应 用 有 空 气 分 离 、 低 温粉 碎、 冷库 、 制 取干 冰等 方 面 。除 此之 外 Ｌ Ｎ Ｇ冷
摘 要： 通过 Ａ Ｓ Ｐ Ｅ Ｎ Ｐ Ｌ Ｕ Ｓ软件 构 建 新 型二 级 循 环发 电 系统 ， 一级循环（ 蒸 汽循 环 ） 的循 环
工 质水通 过换 热 器吸 收烟 气 中的 余 热后 进 入 蒸 汽轮 机做 功 ， Ｌ Ｎ Ｇ 作 为二 级 循 环 （ Ｃ Ｏ 循 环 ） 的冷 源， 将 蒸 汽循 环 中水蒸 气乏 汽 的 余 热 作 为 Ｃ Ｏ 循 环 的 热 源 。通 过 敏 感 度 分 析 对 系统 工 况进 行 优
韩逸骁 ， 管延文 ， 刘文斌 ， 卢鉴 莹 ， 杨 云 ， 蔡 磊 ， 郭 启 华 ， 吴 勇
（ １ ． 华 中科技 大 学 环境 科 学与 工程 学院 ，湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４ ； ２ ． 中国 市政 工程 中南设计 研 究 总院有 限公 司 ， 湖 北 武汉 ４ ３ ０ ０ １ ０ ）
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６— ０ ８— ２ ４ ； 修 回 日期 ： ２ ０ １ ６—１ ２— ２ ０
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Ａ ４ ９・
第３ ７ 巷
第３ 期
煤 气 与 热 力
能还 可 以用 于富氧燃 烧 系统 。 在 实 际 情 况 中 由于 冷 能 的产 业 链 配 置 比较 困 难， 相关 的 配 套 体 系 分 布 比较 散 ， Ｌ Ｎ Ｇ冷 能 的利 用 条 件很 高 。本 文 研 究 的系 统 构 建 在 Ｌ Ｎ Ｇ 电厂 基 础 上， 未配 备任 何 其 他 体 系 ， 将Ｌ Ｎ Ｇ冷 能 直 接 应 用 于
上减 少 了资源 的浪 费。
… 一
空 气 … … 天然 气 — — 烟 气 — — 水蒸 气
水
２ 系统介 绍
Ａ Ｓ Ｐ Ｅ Ｎ Ｐ Ｌ Ｕ Ｓ是美 国 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ公 司开 发 的大
二 级发 电循 环 中 ， 将 蒸 气 轮 机 出 口的 Ｃ Ｏ 乏气 作 为
蒸 汽轮 机
热源 ， Ｌ Ｎ Ｇ冷 能 作 为 冷 源 ， 构建 一 个 额 外 的 以 Ｃ Ｏ
为工质 的发 电循 环 。合理利 用 Ｌ Ｎ Ｇ冷 能 ， 提 高 系统
整 体 的发 电效率 ， 减少 了碳排 放 量 ， 降低 了发 电厂 发 电成本 ， 同时对 天然气 进行 了更 高效利 用 ， 一定程 度