lng冷能的结构

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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。
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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。

目前LNG冷能利用现状及前景

目前 LNG冷能利用现状及前景摘要：随着能源结构的调整，近几年我国液化天然气(LNG)进口及生产取得了快速发展，LNG携带的大量低温能量的利用，其经济价值已不能被忽视。

为此，综述了目前我国对LNG冷能利用的现状，指出冷能利用的难点，对现有的LNG冷能利用的主要利用方式进行分析评价，大多是孤立地应用LNG冷能，没有和LNG的应用相集成。

因此提出了梯级利用及建立冷能利用项目与接收站的协同运作机制、整合LNG接收站与周边各种产业及冷能利用产业之间的关系。

关键词：LNG冷能利用梯级利用现状前景天然气，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LiquefiedNaturalGas，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2010年，我国将进口液化天然气高达1000万t，到2015年，将迅猛增到4200万t[2]。

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%。

液化天然气(LNG)冷能利用研究

液化天然气（LNG）冷能利用研究文章介绍液化天然气冷能利用的原理，介绍目前国内外的发展概况，并重点介绍液化天然气冷能的几种常用的应用方式。

标签：液化天然气；冷能利用1引言近年来随着全球经济和社会的快速发展，能源的需求量呈逐年递增的发展趋势，而且世界能源结构也正在由煤炭、石油向天然气转变。

天然气的主要成分为甲烷，其在常温常压下为气体状态，由于储存和运输的需求，通常在将其开采出之后要经过压缩和液化处理，将其转化为-162℃的低温高压液体，也就是液化天然气（LNG，Liquefied Natural Gas），其体积为常温常压状态下的1/600，不仅有利于天然气的远距离运输，而且有利于降低其储存成本，还利于其民用负荷的调峰。

虽然将其也液化为LNG需要消耗较多的能量，但是相较于储存和远距离运输的成本消耗仍然具有良好的经济性。

但是在LNG的使用时需要将其进行气化使用，此过程会释放大量的冷量，其中有大量可用冷能的存在，据统计，每吨LNG经换热气化时的理论可用冷量为230kWh左右，但是这部分冷量的利用却没有引起该有的重视，造成了能量的浪费，甚至还会造成环境污染，所以研究LNG冷能的利用具有客观的经济和社会效益[1]。

2 LNG冷能利用技术天然气在储存和运输过程中，需要将其进行液化处理，使其转化为-162℃的高压低温液体，其与周围环境有着较大的压力差和温度差，所以在其转换为与外界平衡的状态时，需要释放出大量的冷能，通常生产1吨的LNG所需的动力和耗电量约为850kWh，而在将LNG运输到目的地进行使用时，需要将其通过汽化器进行气化之后接入天然气管网，在此过程中1kg的LNG释放出的冷能约为830KJ，而架设将此能量全部转化为电能，则相当吨每吨LNG所释放的冷能折合约230kWh的电能。

而以我国每年进口4500万吨LNG为例，其蕴含的冷能约105亿kWh，相当于7个30万kW装机容量电厂每年生产的电能总和。

3 LNG冷能利用技术的发展LNG冷能利用的方式主要有直接利用和简介利用两种，前者的主要形式有低温发电、空气分离、轻烃回收、液态乙烯储存、冷冻仓库、液态CO2和肝病植被、海水淡化、汽车冷藏及空调、蓄冷、建造人工滑雪场等，而后者的主要形式有低温粉碎、污水处理、冷冻干燥、低温医疗、冷冻食品等。

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。

lng冷箱工作原理

lng冷箱工作原理
lng冷箱工作原理通常是通过以下几个步骤来实现的：
1. 压缩：液化天然气（LNG）被进入冷箱中的压缩机进行压缩。

这个过程增加了LNG的压力和温度，使其能够更容易转
化为气态。

2. 冷却：被压缩的LNG被送入一个冷却器中，在那里它与冷
却介质（通常是液化氮）接触，从而冷却LNG。

冷却过程使LNG的温度迅速降低。

3. 净化：冷却后的LNG需要被净化，以去除其中的杂质和不
纯物质。

这通常通过使用过滤器和吸附剂来实现。

4. 储存：净化后的LNG被储存在冷箱中，以便随时使用。

冷
箱通常采用双层结构，内层由低温材料构成，以减少热量传导；外层则由绝缘材料包裹，以防止热量进入。

5. 循环：冷箱内的冷却介质需要循环使用，以保持LNG的低温。

这通常通过使用循环泵或压缩机来实现。

总体而言，LNG冷箱的工作原理是通过压缩、冷却和储存来
将液化天然气转化为气态天然气，并保持其低温状态以便长时间储存和使用。

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冷能利用介绍

综合考虑实际工艺系统的效费关系，是一个工艺与设备费用平衡的论题，“ 技术经济
优化是评价一切节能措施的判据”。㶲经济学在适应于能量系统分析的学科，为解决价格
估算、工厂设计优化、故障诊断等领域问题提供了不同方法。㶲经济学的特点是依据㶲含
量而赋予能量流一定的价值, 结合价值平衡思想, 估算能量在转换与传递过程中价值的变化,
LNG电厂与燃煤电厂性能比较
2021/4/14
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二、LNG冷能利用的方式（直接利用）
LNG冷能在IGCC电站中的阶梯利用
IGCC（整体煤气化联合循环）电站由化工岛和联合循环发电岛组成。化工岛包括空分、煤气化、煤气净化等系统；联合循环发电岛包括燃机、余热锅炉和汽轮机。IGCC电站的工作原理是: 煤在气化炉中气化产生以CO和H2为主要成分的粗煤气，粗煤气通过除尘、水洗、脱硫后称为净煤气。净煤气送入燃机发电，燃气透平排气再直接送入余热锅炉，产生过热蒸汽并送到汽轮发电机组做功输出电能。LNG冷能在IGCC电站中有3种用途。
LNG冷能㶲随系统压力的变化
LNG冷能㶲随甲烷摩尔分数的变化
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一、LNG冷能利用原理及分析
3、 LNG冷能利用的概念及意义
冷能利用主要是依靠LNG与周围环境（如空气、海水）之间存在的温度和压力差，将高压低温的LNG 变为常压常温的天然气时，回收储存在LNG中的能量。
LNG工业近几年的发展非常迅速，世界上 LNG的生产应用以年均20%的速度增长，探索 LNG冷能利用意义重大、前景广阔。从节能环保和经济效益角度出发，冷能利用也具有重大意义。
制在0℃以上, 以防止水蒸气冻结在冷却器表面。
（6）混合动力循环以氨水为工质的朗肯循环、燃气动力循环和液化天然气循环组成的混合动力循环系

lng冷箱工作原理

lng冷箱工作原理LNG冷箱工作原理。

LNG冷箱是液化天然气（LNG）工艺中的重要设备，其主要作用是将天然气冷却至低温并液化，以便于储存和运输。

那么，LNG冷箱是如何实现这一功能的呢？接下来，我们将详细介绍LNG冷箱的工作原理。

首先，LNG冷箱由主要的四个部分组成，压缩机、换热器、膨胀阀和分离器。

在LNG制冷过程中，天然气首先通过压缩机进行压缩，使其温度和压力升高。

然后，压缩后的天然气进入换热器，与冷却剂进行热交换，使其温度逐渐降低。

接着，天然气通过膨胀阀进行节流膨胀，使其温度和压力急剧下降，从而实现液化。

最后，液化的天然气和未液化的气体通过分离器进行分离，得到液化天然气和纯净的天然气。

在LNG冷箱的工作过程中，压缩机起着将天然气压缩的作用，使其内能增加，从而提高温度和压力；换热器则通过热交换的方式，将高温高压的天然气冷却至低温，为后续的液化做准备；膨胀阀则通过节流膨胀的方式，使天然气急剧降温，实现液化；分离器则将液化的天然气和未液化的气体进行分离，确保液化天然气的纯度。

总的来说，LNG冷箱的工作原理是通过压缩、冷却、膨胀和分离这一系列过程，将天然气液化。

这些过程相互配合，共同完成了液化天然气的制备工作。

在实际应用中，LNG冷箱不仅在LNG生产中起着至关重要的作用，也在LNG储存和运输中发挥着重要作用。

通过本文的介绍，相信大家对LNG冷箱的工作原理有了更加清晰的认识。

LNG冷箱作为LNG工艺中的核心设备，其工作原理的了解对于LNG生产和应用具有重要意义。

希望本文能够帮助大家更好地理解LNG冷箱的工作原理，为LNG行业的发展贡献自己的一份力量。

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。

1-LNG冷能利用方式

LNG冷能利用方式液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)是在温度约-162°C、以液态形式存在的天然气。

通常LNG需要重新气化为气态天然气才能获得利用。

LNG气化时释放的冷能大约为840kJ/kg。

一座300万吨/年的LNG接收站，如果LNG连续均匀气化，释放的冷能大约为80MW。

因此，LNG蕴涵的冷能是十分巨大的，回收这部分能量具有可观的经济、社会和环境效益。

一、LNG 冷能利用方式所谓冷能，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。

LNG 冷能利用方式主要有冷能发电、冷能空分、制取液态CO2或干冰、冷藏仓库或制冰、轻烃分离、空调、海水淡化、低温粉碎等。

(一)冷能发电利用LNG 冷能发电是较为新颖的能源利用方式，技术相对比较成熟，能够大规模利用LNG 冷能。

利用LNG冷能发电的系统主要有:直接膨胀法、二次冷媒法、联合法等。

1、直接膨胀法。

将储罐内的LNG抽出并加压，然后以海水为热源使之受热气化，再送至膨胀机中做功，从而产生电能。

从膨胀机出来的天然气再根据要求调整其温度和压力，最终送至天然气用户。

直接膨胀法原理简单、投资少，但是LNG 冷能利用率很低，只有24%左右。

因此，该方法主要与其他冷能利用方案综合使用。

2、二次冷媒法。

二次冷媒法利用中间冷媒的朗肯循环回收LNG冷能进行发电。

将低温LNG 的冷量转移到冷媒上，冷媒在温差的作用下进行蒸汽动力循环，从而做功产生电能。

应用二次冷媒法进行冷能发电的关键是冷媒的选择。

常用的冷媒主要有甲烷、乙烷、丙烷等单组分，也可以采用它们的混合物。

这种方法对LNG 冷能的利用效率要优于直接膨胀法。

3、联合法。

联合法将直接膨胀法与二次冷媒法相结合，可以大大提高冷能利用率，一般可保持在50%左右。

日本投入实际使用的LNG冷能发电项目大多采用这种方式。

LNG冷能利用技术

LNG的冷能利用技术
——ORC发电系统/多温段换热系统
高文忠
教授/博导
上海海事大学清洁能源利用实验室
2021年4月17日
01
02
03
04
液化天然气的发展
CCHP系统设备运行性能及整体评价
LNG冷能利用的方式
利用LNG冷能的发电技术
CCHP负荷预测研究
LNG 冷能利用多温段换热系统
忠信笃敬
一、课题研究背景及研究内容
• 若该冷能完全转化为动力，则一吨LNG可释放的冷能相当于240kW·h。
一、课题研究背景及研究内容
二、LNG冷能利用的方式
可利用LNG冷能：
根据2020年LNG前景报告显示，2019年中国LNG进
口增加4000万吨，仍是全国前三大LNG增量市场之一，
并且预计2040年中国天然气需求将翻一番。
而根据能源咨询公司伍德麦肯兹的预测，我国LNG进
冷藏以保持低温状态，在运输过程中
保持食品新鲜。
• 冷链物流所需的重卡运输及制冷需求，
与 LNG 汽车的冷能利用相契合，降低
能耗的同时，带来经济效益，是 LNG
冷能利用的新领域。
20
一、课题研究背景及研究内容
四、LNG 冷能利用多温段换热系统
冷冻冷藏：
采用 LNG 冷能作为冷库的冷源，
将载冷剂冷却到-20~-65 ℃，然后
公司
LNG基地
启用年
发电量(kW)
发电方式
大阪瓦斯
泉北NO.2
1979
1450
朗肯循环
东邦瓦斯
知多
1981
1000
朗肯循环
大阪瓦斯
泉北NO.4
1982

LNG接收站冷能发电工艺参数优化设计

LNG是在低温常压（鄄162.3℃、101.3kPa）状态下储存的液化天然气，接收站的主要功能是接收存储液化天然气，并将其气化后输送至下游用户。

LNG的气化过程会释放大量冷能，主要包括两部分：一部分是LNG在等温等压情况下发生相态变化所释放的冷能，即汽化潜热；另一部分是LNG由于温度升高释放的冷能，即LNG显热。

单位质量LNG包含830～860kJ/kg的冷能，这些宝贵的冷能通常损失在海水或空气中，造成能源浪费，如果能充分利用这部分冷能，则能达到节能和环保的目的。

LNG冷能利用方式可分为直接利用和间接利用。

直接利用方式主要有冷能发电、空气液化分离、液态乙烯储存、冷库、制造干冰等；间接利用方式有低温破碎、冷冻食品、水和污染物处理等。

上述各种冷能利用方式，除用于发电，其他利用方式都因其产业链较长，受到市场、资源、环境、运输等诸多因素的影响。

如冷库模式，从冷能梯级利用的角度上考虑，可能是比较匹配的项目，但在其他因素上却存在诸多困难，难以直接和LNG接收站配套实施。

常用的LNG冷能发电技术有直接膨胀法、低温朗肯循环法、联合法等[1]。

接收站天然气输送至管网，需要稳定的压力和流量，若采用直接膨胀法，经过冷能利用装置，天然气压力及流量波动较大，不适合实际的生产情况；而采用低温朗肯循环法，天然气本身只是被气化，不牵涉进入发电部分，能保证稳LNG接收站冷能发电工艺参数优化设计黄峰，周亚洲，李雅娴（浙江浙能温州液化天然气有限公司，浙江温州325000）摘要：工艺参数对LNG接收站冷能发电效率有较大影响，运用HYSYS软件，对低温朗肯循环冷能发电的工艺参数进行了优化研究，重点分析了中间工质组分、膨胀机工作压力、工质循环量对净发电量的影响。

结果表明，混合工质的净发电量高于纯工质，当乙烷与丙烷的质量比为2:3时，相应的净发电量最大；同时，在满足换热器中冷热流体最小温差的前提下，当膨胀机入口工作压力为1600kPa，工质循环量为195t/h时，LNG冷能利用率最高，净发电量达到4942kW。

LNG冷能发电资料

1. LNG冷能发电工艺LNG冷能利用主要是依靠LNG与周围环境（如空气、海水）之间存在的温度和压力差，将高压低温的LNG变为常压常温的天然气时，回收储存在LNG中的能量。

然而LNG冷能发电是高效利用LNG冷能的一种形式，常用的冷能发电工艺有直接膨胀法、二次媒体法、联合法、混合媒体发电、布雷顿循环法和燃气轮机利用法。

1.1 直接膨胀法LNG从储罐出来到低温泵加压后经由LNG蒸发器气化，成为高压常温气体；然后利用LNG的物理㶲在高压气化时转化成的压力㶲，直接驱动透平膨胀机，带动发电机发电；之后天然气经过加热器进行外输。

1.2 二次媒体法（中间冷媒的朗肯循环）LNG经过透平膨胀后的低压冷媒蒸汽在冷凝器中换热，冷媒凝结成液体；低压冷媒液体经泵提高压力，加热变成高压蒸汽；高压冷媒蒸汽经透平膨胀成低压蒸汽，对外输出动力，带动发电机发电。

1.3 联合法联合法综合了直接膨胀法与朗肯循环法。

LNG经压缩后，通过换热器2将冷能转移给冷媒，LNG经过换热器3成为高压常温气体，再经过透平机2膨胀，带动电机2发电，最后经过换热器4变成一定压力常温气体之后外输。

而冷媒被液化经过泵1压缩和回热器变成高压气体，再经泵2压缩和换热器1成为高压常温气体，最后透过透平机1带动电机1发电，出来的冷媒再次循环利用。

1.4 混合媒体发电由于LNG的温度在整个过程中是变化的，和单一媒体比较，使用混和媒体可以覆盖低温天然气更大温度范围的冷能，可使LNG冷能得到梯级利用。

但由于混合媒体本身的不稳定性，这种方法在实际应用中会出现很多困难。

1.5 布雷顿循环布雷顿循环，也称气体动力循环，下面工艺流程图左边是低温工作条件下的以N2为介质的布雷顿循环，右边则是LNG直接膨胀发电。

用LNG冷能冷却压缩机进口气体使温度降低，压缩机在达到相同增压比情况下耗功降低，高压N2经加热器加热进入气体透平膨胀做功，对外输出电能，使装置热效率显著提高。

1.6 燃气轮机利用法采用不同的冷却介质（水、氟利昂、CO2、甲醇、乙二醇等）通过直接或间接的方法将LNG汽化时释放的冷能用于降低燃气轮机入口空气温度或用来冷却蒸汽轮机的排汽，利用LNG冷能冷却压缩机进口气体，显著提高了装置的热效率。

LNG冷能利用介绍教学文案

- 14 -
二、LNG冷能利用的方式（直接利用）
LNG冷能在IGCC电站中的阶梯利用
IGCC（整体煤气化联合循环）电站由化工岛和联合循环发电岛组成。化工岛包括空分、
煤气化、煤气净化等系统；联合循环发电岛包括燃机、余热锅炉和汽轮机。IGCC电站
的工作原理是: 煤在气化炉中气化产生以CO和H2为主要成分的粗煤气，粗煤气通过除尘、水洗、脱硫后称为净煤气。净煤气送入燃机发电，燃气透平排气再直接送入余热
如果是开路会产生电动势，如果是闭路则会有电流通过，这种现象即塞贝克效应。
仅实验室可行，大规模商业化实现尚
有难度！
国内首个使用LNG的发电机组——深圳美视电力LNG发电机组已于2006年正式投入商业运行（配套大鹏LNG）
国内首座全天然气发电厂——深圳市东部电厂2008年初建成投产（配套大鹏LNG）
温度范围，但不稳定）。（3）联合法
直接膨胀法
日本普遍采用，冷
能回收效率50%左右。
（日本LNG约70％发电
，30％民用）
2020/6/10
二次媒介法
太阳能作为高温热源
-9-
二、LNG冷能利用的方式（直接利用）
2020/6/10
- 10 -
二、LNG冷能利用的方式（直接利用）
（4）布雷敦循环（气体动力循环）利用冷能来冷却压缩机进口气体, 可使装置热效率显著提高。
二、LNG冷能利用的方式（直接利用）
1、利用LNG冷能发电 2、空气分离 3、制取液态CO2或干冰 4、冷冻或冷藏仓库 5、海水淡化 6、汽车空调和汽车冷藏车 7、制冰及中央空调冷源
二、LNG冷能利用的方式（直接利用）
1、利用LNG冷能发电
（1）直接膨胀法

lng 冷能释放过程

lng 冷能释放过程
冷能释放指的是将热能从一个系统转移至另一个系统或周围环境中，使得系统的温度降低的过程。

冷能释放的过程通常包括以下几个步骤：
1. 热传导：冷能的传递通常是通过热传导的方式进行的。

当一个物体与另一个温度较低的物体接触时，热能会从高温物体流向低温物体，直到两者达到热平衡。

2. 辐射散热：热能也可以通过辐射的方式传递给周围环境。

物体的温度较高时会辐射出电磁波，这些波能够携带热能，并将其传递至低温的环境中。

3. 蒸发冷却：当液体蒸发时，它会吸收周围环境中的热量，从而使得周围环境的温度降低。

这是因为蒸发过程中液体的分子会具有更高的动能，从而减少周围环境的热能。

4. 蒸发冷却器：蒸发冷却器是一种常见的冷能释放装置。

它通常由一个管道系统组成，内部充满了冷却剂。

当外界环境热量传递给冷却剂时，冷却剂会发生蒸发，从而吸收热量，并使得周围环境的温度降低。

5. 冷却剂循环：冷能释放过程中，通常需要使用冷却剂来吸收和释放热量。

冷却剂经过一个循环系统，通过蒸发和冷凝的过程，将热能从系统中吸收并释放至环境中。

总的来说，冷能释放过程是通过将热能从一个系统转移到另一个系统或周围环境中，从而使系统的温度降低的过程。

这个过程可以通过热传导、辐射散热、蒸发冷却和冷却剂循环等方式进行。