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。     

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。     

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。     

LNG冷能价值与工业利用技术

介绍LNG气化时产生的冷能随环境温度、系统压力以及各组分的变化,分析LNG冷能的价值,并介绍了LNG冷能在发电、空气分离、轻烃分离工业中的应用。     

基于LNG气化冷能的回收利用

随着我国经济的快速发展,作为绿色能源的液化天然气(LNG)得到了更多的重视和利用。大量的冷能产生于LNG气化过程中,不仅造成能源的浪费,还将会造成冷污染。与此同时LNG所携带的冷能具有重大的经济价值。文章描述了对液化天然气气化过程中所产生的冷能相关的回收及再利用。     

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。     

LNG冷能发电技术分析对比

总结了目前主流的LNG冷能发电技术,并分析比较了各自的优势和局限性。同时利用Aspen hysys软件模拟了几种主流的LNG冷能发电方案,并对各方案发电量和冷能回收效率进行对比,以优化LNG冷能发电技术,为提高LNG冷能回收效率提出建议。     

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。     

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。     

一种发电和天然气再液化相结合的LNG冷能利用系统

针对冷能回收再利用问题,提出了一种结合LNG和燃煤废气发电与天然气再液化的冷能利用系统并对系统进行了改进。对原系统和系统改进部分进行了热力学计算,详细分析了蒸发压力、蒸发温度对系统热力性能的影响,分析了天然气液化率对系统净输出功的影响,确定了发电循环的最佳蒸发压力、蒸发温度及天然气液化率的范围。结果表明：以回收1000 kg·h^-1的LNG冷量（火用）计算,发电系统最大净输出功为69.6 kW·h,系统冷（火用）回收效率为41.43%;液化系统LNG液化率最大值为24%;系统改进后,发电系统净输出功和冷（火用）回收效率提高了17.85%,液化系统LNG液化率提高至28%。为日后LNG气化供气过程中的冷能利用提供一种新的思路。     

Thermodynamic Simulation of CO2 Capture for an IGCC Power Plant using the Calcium Looping Cycle

A CO₂ capture process for an integrated gasification combined cycle (IGCC) power plant using the calcium looping cycle was proposed. The CO₂ capture process using natural and modified limestone was simulated and investigated with the software package Aspen Plus. It incorporated a fresh feed of sorbent to compensate for the decay in CO₂ capture activity during long‐term cycles. The sorbent flow ratios have significant effect on the CO₂ capture efficiency and net efficiency of the CO₂ capture system. The IGCC power plant, using the modified limestone, exhibits higher CO₂ capture efficiency than that using the natural limetone at the same sorbent flow ratios. The system net efficiency using the natural and modified limestones achieves 41.7 % and 43.1 %, respectively, at the CO₂ capture efficiency of 90 % without the effect of sulfation.     

液化天然气接收站保冷循环工艺分析

为了研究液化天然气接收站两种常见保冷工艺的特点及优劣,为旧站的工艺变更和新站的设计方向提供依据。从运行能耗、操控性能、应急操作、最小外输量四个方面入手进行对比分析,得出两种工艺各有优劣的结论,故应针对具体情况选择适合的保冷工艺,才能有效实现平稳运行、节能降耗等目标。     

冷能利用与CO2分离一体化研究进展

介绍以降低CO2分离能耗为目标的动力系统的研究现状，评述了利用冷能分离CO2是其中的一个新方向。并从以下3个方面进行了综述：利用余热吸收制冷的CO2分离一体化、利用LNG冷能与CO2分离一体化和利用空分冷能与CO2分离一体化。提出了在此基础上发展冷能利用与CO2分离一体化的系统集成方法。     

Integration of a Ca looping system for CO2 capture in existing power plants

This work analyses a Ca looping system that uses CaO as regenerable sorbent to capture CO₂ from the flue gases generated in power plants. The CO₂ is captured by CaO in a CFB carbonator while coal oxycombustion provides the energy required to regenerate the sorbent. Part of the energy introduced into the calciner can be transferred to a new supercritical steam cycle to generate additional power. Several case studies have been integrated with this steam cycle. Efficiency penalties, mainly associated with the energy consumption of the ASU, CO₂ compressor and auxiliaries, can be as low as 7.5% p. of net efficiency when working with low‐CaCO₃ make‐up flows and integrating the Ca looping with a cement plant that makes use of the spent sorbent. The penalties increase to 8.3% p. when this possibility is not available. Operation conditions aiming at minimum calciner size result in slightly higher‐efficiency penalties. © 2010 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2011     

低分压CO2回收新技术捕集燃煤电厂烟气CO2

基于分子模拟和设计,开发了以一乙醇胺(MEA)为主溶剂,优选添加了活性胺、抗氧化剂和缓蚀剂组成了适用于回收低分压CO2的优良复合吸收剂,在华能北京热电厂建立了我国第1套燃煤电站烟气CO2捕集示范装置,并完成了运行测试。结果表明:CO2回收装置出来的CO2纯度为99.5%(体积分数),每tCO2蒸汽消耗为3.5GJ,每tCO2溶液消耗小于1.5kg。该套装置的建成和各项指标试验的进行将为我国大规模推广电站CO2捕集奠定基础。     

氢能经济·CO2减排·IGCC

从能量利用角度考察了纯粹用氢作燃料的氢能经济的可行性，阐述了燃料电池车自身发展的困难和矛盾所在，详细地研究了我国二氧化碳的排放源并指出了最切实可行的减排切入点——发电行业．通过从效率、经济性等角度对发电厂减排CO2的各种方案的对比，发现IGCC在CO2减排方面具有很大的优势．最后从考察IGCC的进一步发展方向出发，提出了能够真正实现零排放的能源系统和切实可行的减排CO2的系统方案．     

功能型离子液体吸收电厂烟气CO2的研究进展

CO2是目前排放量最大的温室气体,利用离子液体固定CO2已经成为CO2减排的重点研究方向之一。介绍了近几年来各种离子液体吸收CO2的研究历程以及研究成果,对比各种离子液体吸收性能的差异,并着重介绍了功能型离子液体捕获CO2的特点及其应用,突出其在CO2固定方面的诸多优势,并对离子液体的吸收机理进行了讨论,同时探讨离子液体在电厂烟气CO2处理过程中所面临的问题。     

以捕集CO_2、风电制氢和CO_2加氢反应构建绿色煤化工之探讨

分析了煤化工和风电产业发展面临的问题,指出应转换角度来看待产业发展中的瓶颈制约,提出了把捕集CO2、风电制氢和CO2加氢反应研究相结合的绿色煤化工的发展思路,供业界参考、探讨。