LNG动力渔船的冷能利用技术初探

液化天然气(LNG)动力渔船推广前景广阔,为提高其LNG冷能的利用效率,对比分析了在船舶上利用LNG冷能的冷库和发电两种方案的利弊,并在此基础上提出了一种新的LNG冷能利用系统。通过热力学分析,获得了不同有机朗肯循环(ORC)冷凝温度、蒸发温度和载冷剂出口温度条件下系统的冷能利用率及效率。分析结果表明,系统冷能利用率随朗肯循环冷凝温度的降低、蒸发温度的升高而有显著提高;随载冷剂出口温度升高,系统冷能利用率稍有提高,但载冷剂流量显著增大。该系统冷能利用率及效率最大值分别达200.1%和28.6%,可实现LNG冷能利用率的大幅提升,节能效果显著。     

浅谈利用LNG冷能的发电系统

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、低温朗肯循环法、联合法、低温Brayton法和多级复合循环法,通过对几种工艺优缺点的比较,得出低温朗肯循环法在LNG冷能利用和冷回收方面优势突出,是LNG冷能发电工艺的发展趋势。     

液化天然气冷能利用

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,并讨论了如何进行LNG冷能的梯级利用。     

利用液化天然气冷能的朗肯循环与联合法发电系统流程的工艺模拟与对比分析

液化天然气(LNG)在再气化过程中具有巨大的冷能利用价值。目前回收LNG冷能的诸多方法中LNG冷能发电是最有可能大规模利用的方式,同时也是技术较为成熟的方法。在保证天然气入网压力及膨胀机最大承压的条件下,通过HYSYS流程模拟软件对以丙烷为工质的朗肯循环、天然气直接膨胀与朗肯循环相结合的联合循环进行流程模拟,并根据模拟得到的过程参数和输出功进行对比分析,总结了两种循环的特点和发电收益。如果以年蒸发量为150万吨、年工作小时为8000 h的LNG接收站作为分析的基础,并以工业用电价格0.55元·(kW·h)^-1计算,联合法的年发电收益将比朗肯循环法多487万元,以此可以作为两种循环流程经济性分析的基础,为流程全面的经济性分析提供可靠的依据。     

以燃煤废气为热源的LNG冷能三级利用系统

随着化石燃料的日益枯竭,回收工业过程中产生的低温余热已成为一种利用能源的重要方式,针对能量回收再利用的问题,将低温燃煤废气（70℃）及LNG（-162℃）冷能进行联合利用,以朗肯循环为基础,设计了一种可以在发电的同时,对CO₂进行液化的LNG冷能三级式利用系统。详细分析了膨胀机入口压力和温度对LNG冷能三级式利用系统热力性能的影响,确定了循环参数,利用HYSYS进行模拟计算,并与之相对应的LNG冷能二级式利用系统进行比较。结果表明：设计的三级式系统发电单元的热效率及（火用）效率较二级式系统分别提升了57.74%及36.67%;三级式系统总净输出功较二级式系统提升了61.16%,按90%发电效率,0.5元/（kW·h）电价计算,三级式系统每年可带来约52万元的经济效益,CO₂液化量为1580kg/h,每年可减排约CO₂ 1.365×10⁴t,具有可观的经济效益和较好的减排效果。     

工质流量对ORC低温余热发电系统性能的影响

搭建了以自行研发的向心透平为膨胀机的ORC低温余热发电系统实验平台,研究了R123质量流量对循环系统的性能影响。结果表明:液压隔膜泵的温升和熵增均较小,所消耗的功率随流量的增加而增加。工质在蒸发器内的压降明显大于冷凝器内的压降,均随流量的增加而增加;向心透平的等熵效率随质量流量的增加先增加后减小,存在最佳流量0.215 kg·s^-1使透平等熵效率达到最大值0.775;系统输出的电功率随流量的增加而增加,流量为0.283 kg·s^-1时输出系统最大功率为2.009 kW;蒸发器的(火用)损率占系统总(火用)损率的比重最大,冷凝器次之,向心透平第三,在本实验最佳质量流量下,三者的(火用)损率分别为62%、32%、6%。     

一种新型天然气锅炉烟气余热回收系统

引言随着城市生活水平的提高,空气质量逐渐成为人们关注热点,清洁能源得到越来越广泛的应用。天然气的大量开采,使得天然气锅炉凭借其节能环保的优势在城市供暖中逐渐占据主导地位。然而,天然气锅炉同样存在排烟温度高引起的一次能源浪费问题。目前大多数热水锅炉的排烟温度为140~200℃,一些蒸汽锅炉则高达250℃。同时,由于     

利用LNG冷能液化二氧化碳的动力循环技术分析

对以LNG冷能液化CO2的朗肯循环式和耦合循环式技术方案进行了综述和分析。提出了改进的朗肯循环式技术方案并作了深入探讨,新方案采用CO2作为工质,利用LNG作为低温冷源和燃气轮机的排放废气作为高温热源来实现CO2的跨临界朗肯循环。而从燃气轮机排放的CO2废气在朗肯循环中放出热量后经压缩再和工质CO2一起与LNG换热进一步冷却成液态产品。利用Hysis软件优化计算,结果显示该工艺的比功为304.1 kJ/kg LNG,CO2液化率为0.5385 kg/kg LNG,有效能效率为43.70%。与现有技术方案相比,本技术方案的比功和有效能效率适中,CO2液化率最高。     

液化天然气的冷能利用研究

天然气作为一种清洁高效的新型能源，不仅性价比高，而且对环境造成的影响小。目前我国在液化天然气方面的研究尚处于初级阶段，生产以及应用中尚有很多不足需要解决，尤其是液化天然气的冷能利用更是当下研究的重点。基于此，总结了几种液化天然气冷能利用方法的特点，并对其中涉及的关键性技术进行了简单分析，最后基于实践经验提出了冷能利用过程中需要注意的几个方面的问题。     

基于AspenHYSYS的LNG冷能利用系统设计

针对现有LNG冷能利用方式存在的投资大、需要产业聚集配套的问题,提出一种梯级利用LNG冷能发电和生产液氮的系统。采用Peng-Robinson方程计算法,借助Aspen HYSYS软件对设计的LNG冷能利用系统进行模拟计算,探究了LNG总流量和流量比对系统运行过程的影响。研究结果表明:该LNG冷能利用系统运行时氮气压缩机功率、膨胀机功率、发电机功率、系统净功率和液氮产量均与LNG流量和流量比呈线性关系,并且可以采用两种调节方式应对LNG流量的变化,通过计算得出该LNG冷能利用系统的火用效率为32.5%,证明了所设计LNG冷能利用系统的合理性。     

液化天然气(LNG)冷能利用研究进展

液化天然气(LNG)作为一种清洁、高效的优质能源,其汽化释放的大量冷量具有极大的经济价值及环保价值,但却存在LNG冷能利用率不高的普遍问题。本文阐述了LNG冷能利用的各种方式,比较了各种方式的优缺点及冷能需求,分析了其利用前景及环保价值。介绍了国内外液化天然气冷能利用技术的开发与研究进展,指出了其冷能利用率普遍不高的原因。在此基础上强调了LNG冷能“温度对口,梯级利用”原则的重要性,开发蓄积和储存冷能的装置以及研发新型载冷剂的迫切性,并提出因地制宜选择冷能利用项目,拓展新的冷能利用形式。     

液化天然气冷能回收混合动力循环参数分析

提出了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统,用于液化天然气冷能回收。建立了混合动力循环中换热和动力设备的能量平衡方程和可用能平衡方程,并以朗肯循环冷凝温度、朗肯循环透平进出口压力、液化天然气循环透平进出口压力为关键参数,分析了上述关键参数对混合动力循环热效率和可用能效率的影响。分析结果表明,混合动力循环热效率和可用能效率随朗肯循环冷凝温度升高、朗肯循环透平进口压力和液化天然气循环透平进口压力增大而提高,随朗肯循环透平出口压力和液化天然气循环透平出口压力增大而降低。     

利用LNG冷能与工业余热的有机朗肯循环复合系统优化分析

对中低温余热（150℃）及LNG（-162℃）冷能联合利用,设计了一种复合式有机朗肯循环,对此复合循环系统进行了详细的热力分析及经济性分析,并与相对应的单独循环系统进行了比较。结果表明,该复合循环系统的净输出功比单独循环系统提高了41.55%,热效率和 效率也分别提高了18.09%和19%,单位功率所需换热面积也仅为单独循环系统的61.03%。对该复合循环系统各部件进行了可用能损失分析,同时考虑了LNG余压的利用,进一步提出了优化方案。     

液化天然气卫星站冷能梯级优化利用

近年来随着中国液化天然气(LNG)产业的迅速发展,全国各地相继建设了200多座LNG卫星站,今后还将会以较快的速度继续增长.研究如何高效合理地利用这些卫星站的冷能对于节能环保、建设节约型社会有着重要的意义.文中对LNG卫星站的冷(火用)特性进行了分析,得出LNG卫星站冷能的利用特点.通过对LNG冷能梯级利用理论的分析和...     

LNG冷能发电的优化设计

随着LNG产业的蓬勃发展,构建利用LNG冷能发电系统成为回收冷能的重要途径。通过HYSYS流程模拟软件对朗肯循环进行流程模拟,并根据模拟得到的过程参数以及输出功进行分析,针对系统进行算法优化设计,以系统火用效率最大为目标函数,得到最优的运行参数。     

一种天然气液化和CO2捕集相结合的余热回收发电系统

针对余热回收和能源利用的问题,以液化天然气(LNG)作为冷源,稠油开采废气作为热源,提出了一种结合天然气液化和废气发电与CO₂捕集的余热回收利用系统。分析了关键热力学参数对系统热力学性能的影响。结果表明：对于有机朗肯循环和制冷循环,增加透平膨胀机的进口温度,降低其出口压力以及减少制冷循环压缩机进出口的压缩比,可获得最大净输出功为454.9 kW,余热回收效率为34.2%。对于天然气液化系统,采用C++进行非线性约束优化计算,以氮膨胀制冷循环压缩机总功耗为目标函数进行优化,得到压缩机最优总功耗为101.54 kW。降低天然气压缩机(K110)进口温度,氮气膨胀机(T3)出口压力以及氮气质量流量,可获得最大LNG调峰量为378.8 kg/h,反之,CO₂捕集量可提高28.6%。     

动力系统利用液化天然气冷能的节能减排分析

针对动力系统CO₂减排能耗过高的问题,将液化天然气（LNG）的冷能集成用于空气分离制氧和CO₂近零排放动力循环的CO₂捕集,提出了一种利用LNG冷能的CO₂近零排放动力系统设计方案。研究结果表明：空分装置利用LNG冷能生产高压氧气、液氮和液氩等产品,生产能耗比传统空分装置降低57.6％,CO₂近零排放动力循环的火用效率可从52%提高至55.9％。同时,建立了CO₂近零排放动力系统利用LNG冷能的节能减排效益的数学模型,并对动力系统参数进行了分析。以一个进口量为3.0×10⁶ t·a^-1的接收站为例,CO₂近零排放动力系统利用接收站的LNG冷能每年可节省用电2.78×10⁸ kW·h,减少排放CO₂约3.87×10⁵ t·a^-1,经济效益可达到2.19亿元·a^-1。