基于临界区传热特性的LNG冷能与空分系统集成与优化

本文提出了一种利用LNG冷能的新型空分流程,利用LNG冷能冷却进入氮压机的下塔顶部氮气并使其节流液化,部分液体作为产品输出,部分液体流入过冷器后进入上塔顶部完成回流,节流产生的高压氮返回LNG冷能换热器补充冷能。本文采用MATLAB编程对该流程进行计算,并考虑冷热流体在临界区比定压热容随温度剧烈变化的特性,分析氮气压缩机入口温度与总压比对系统能耗、LNG冷能利用率的影响。计算结果表明:氮气压缩机入口温度的降低会同时降低氮压机耗功和LNG冷能利用率,系统等效能耗随其先降低后升高;氮气压缩机总压比的升高会增加氮压机耗功与LNG冷能利用率,但系统等效能耗随之降低;将氮气压缩机入口温度选定为准临界温度时冷能利用系统的等效能耗最低,LNG冷能的利用最高效,相较于已有文献研究结果,本研究所设计新流程的单位液体产品能耗与LNG冷能利用率等指标均有大幅度提高。     

LNG冷能利用的液体空分流程形式比较

通过对利用LNG将空气液化或氮气液化,两种不同的冷量传递方式的模拟计算,比较了利用LNG冷能的液体空分装置的两种流程组织形式的特点,并对装置的安全性进行分析。     

LNG温度对冷能空分装置的影响分析

LNG冷能空分已成为国内LNG接收站配套冷能利用项目的首选,但受上游LNG接收站运行影响,冷能空分装置投产初期普遍存在产能不达标的问题。利用ASPEN PLUS软件,选择RKS-BM方程为物性方法,模拟冷能空分装置冷量供应系统,并用Sensitivity模块分析LNG温度对冷能空分装置的影响。结果表明,在不考虑NG出口温度等限制条件下,装置产量随LNG用量增加而增加。当LNG温度高于设计温度时,温度每上升1℃,冷能空分装置将减少13.69 t/d产量,当LNG温度高于-135℃时,关闭低压氮压机装置总体收益更高。     

LNG冷能利用的全液体空分

在分析LNG冷火用的基础上,提出了一种利用LNG冷能的全液体空分流程,并利用Aspen Plus软件对流程进行模拟计算,与常规流程进行对比,节能降耗优势明显。     

LNG冷能用于CO_2跨临界朗肯循环和CO_2液化回收

提出了一种利用LNG冷能的新方案。一方面,采用CO2作为工质,利用燃气轮机的排放废气作为高温热源和LNG作为低温冷源来实现CO2的跨临界朗肯循环。由于高低温热源温差较大,循环能够顺利进行;另一方面,从燃气轮机排放的CO2废气在朗肯循环中放出热量后经LNG进一步冷却成液态产品。这样,不但利用了LNG冷能,而且天然气燃烧生成的大部分CO2也得以回收。计算分析了相关参数对跨临界循环特性的影响,包括循环最高温度和压力对系统的比功和火用效率的影响,并分析了回收的液态CO2的质量流量的变化情况。结果表明,这种新的LNG冷能利用方案是一种环境友好的高效方案。     

基于LNG冷能利用的公交车空调制冷系统优化

公交车的LNG燃料蕴含大量冷量,目前尚未得到利用。文中就LNG冷能用于公交车空调系统低温送风和空调系统的过冷循环分别进行了优化分析。应用Cleland公式和VB编程计算,结果表明:LNG冷能用于12m公交车低温送风,空调制冷系统COP可提高6.8%～8.6%;将LNG冷能用于12m公交车空调系统的过冷循环,空调制冷系统COP可提高18.2%。     

发电与制冷相结合的LNG冷能梯级利用技术研究

随着我国对环境保护的重视,LNG作为一种清洁、高效的能源越来越受到青睐。发电与制冷相结合的LNG冷能梯级利用技术由于其节能、环保、技术成熟而且实现冷能的高效利用成为重要研究课题。以某LNG接收站为背景,提出了LNG冷能朗肯循环发电与空调制冷相结合的工艺,并对将其应用于实际工程之中。该工艺将LNG冷能包括分为高品位发电工艺和低品位空调制冷工艺,通过对系统设备的选型、总投资及经济效益分析得出结论,在LNG冷能发电系统中增加空调制冷系统可大幅提高机组的经济效益,具有较高的推广价值。     

LNG冷能空分系统多工况操作的分析

空分装置是高耗能过程,系统所需的温度比LNG温度还低,因此空分装置不仅使LNG冷能得到最佳利用,同时也大大降低了系统能耗。文中针对LNG夜间输气负荷降低、LNG冷量波动影响空分装置连续稳定性操作的问题,通过改变冷能空分装置的操作参数,在变负荷和产品分布等工况下进行系统的分析,揭示空分装置随LNG冷量负荷变化的系统能量的分布和利用率,从而指导空分装置如何在LNG冷能供应波动时,改变装置生产负荷及气液产品量,来维持空分装置连续稳定运行。     

维持LNG冷能空分装置连续运行的方案研究

LNG(液化天然气)蕴含的冷能应用于空气分离,既节约了传统空分大量的压缩制冷功耗,同时也满足了日益增长的气体需求。由于接收站LNG的气化量在不同时段和不同季节因用户的用气波动而频繁变化,致使LNG冷能空分装置因冷量中断而被迫频繁停车,冷能空分项目的连续稳定运行受到了一定的制约。针对此问题,提出了利用液氮冷媒补冷,维持空分装置连续运行的方案,研究结果表明:LNG冷能供应中断时,通过利用液氮冷媒补冷可维持空分装置连续运行,相比较空分装置直接停车再冷开车,该方案经济上切实可行。     

液化天然气(LNG)冷藏车冷量回收换热器的设计

液化天然气(LNG)用做优质"绿色"汽车燃料的同时,还具有大量的冷能,该冷能可回收用于冷藏车制冷,LNG冷藏车是一种节能环保型汽车。在LNG冷藏车冷量回收系统中,传统的方式是将LNG在换热器中直接气化,并向空气释放冷量,但这种方式中的换热器表面易结霜,对其性能造成很大危害。文中提出了采用热管技术回收LNG冷量并用于冷藏车制冷的方法;设计了新型的热管式LNG冷量回收换热器,该新型换热器具有高效、紧凑等特点。     

利用LNG冷能的混合工质中低温热力循环开拓研究

为提高中低温余热回收动力系统性能,本文在常规混合工质热力循环（火用）分析基础上,提出了结合LNG冷能利用的新型混合工质热力循环。通过与LNG的有机结合,混合工质热力循环热效率提高14.5个百分点,（火用）效率达到53.6％。为进一步揭示效率提高的原因,我们比较了常规混合工质热力循环与LNG-混合工质热力循环的（火用）损失变化情况。结果表明:LNG-混合工质热力循环高效的关键在于循环平均放热温度的降低以及工质蒸发过程与冷凝过程换热的合理匹配。而LNG冷能的梯级利用则是系统具有较高（火用）效率的根本原因。     

电站中液化天然气可用冷能的回收利用

液化天然气（ＬＮＧ）具有大量可用冷能。本文提出一种高效回收ＬＮＧ可用冷能的方法,即以蒸汽动力循环中气轮机排出的乏气为热源,结合天然气直接膨胀和二次冷媒动力循环。并对该循环进行了详细分析,对其参数进行了优化。利用这种方法,ＬＮＧ可用冷能的回收效率可达５５％左右。     

The Possible Coupling of LNG Regasification Process with the TSA Method of Oxygen Separation from Atmospheric Air

Liquefied Natural Gas (LNG) must be vaporized before it is used in the combustion process. In most regasification terminals, energy that was previously expended to liquefy natural gas is dissipated in the environment. The paper proposes the use of the thermal effect of LNG regasification for the atmospheric air separation as a possible solution to the LNG exergy recovery problem. The presented idea is based on the coupling of the LNG regasification unit with an oxygen generator based on the Temperature Swing Adsorption (TSA) process. Theoretical analysis has revealed that it is thermodynamically justified to use the LNG enthalpy of vaporization for cooling of the TSA adsorption bed for increasing its adsorptive capacity. It has been shown that 1 kg of LNG carries enough exergy for separating up to approximately 100 g of oxygen using the TSA method. Although the paper suggests using the enthalpy of LNG vaporization for atmospheric air separation, similar processes for other gas mixture separations using the TSA method can be applied.     

压缩空气蓄冷系统循环形式的选择

压缩空气蓄冷系统是一种新型的冷量储存系统.针对这种系统,本文研究了四种不同的循环实现形式.分析了这四种循环形式的制冷量、运行性能系数COP并对其进行了对比.结果表明:压缩空气蓄冷系统应用于室温条件下的制冷场合时,两级压缩、三级膨胀驱动蒸气压缩制冷系统相对于其他三种循环,运行性能较好;两级压缩、三级膨胀驱动空气压缩膨胀制冷循环,可以制取的制冷温度较广,适应变工况的能力较好,并且结构简单,也具有一定的优势.     

LNG化学能与冷(火用)综合梯级利用的多重联合循环

本文提出了综合梯级利用LNG化学能和冷(火用)的多重联合循环。住对多重联合循环系统集成的设计构思基础上,通过不同物性工质和不同循环方式的系统集成,实现了LNG化学能和冷(火用)的高效梯级利用。新循环的(火用)效率与参比循环相比提高了2.3个百分点。本文成果为更高效综合利用LNG提供新的构思和方案。     

LNG冷藏车冷量回收的各种方法比较分析

液化天然气(LNG)是一种绿色的汽车燃料,LNG冷藏车是以LNG为动力燃料.存储在111K下的LNG在汽化升温过程中会释放大量的冷量,通过对冷量回收,用于低温冷藏车的冷藏运输,具有节能和环保的双重意义.文中分析了LNG冷藏车的特点,针对传统LNG冷藏车制冷方式的缺点,通过三种改进方案得以解决,并对三种方案的特点进行分析...     

基于LNG冷能的发电技术

液化天然气将成为人类在21世纪的主要能源之一。该文阐明了蕴涵在液化天然气中的巨大冷能利用价值,并指出两种利用方式:改善现有动力循环和相对独立的低温动力循环。前者主要体现在与燃气轮机及锅炉余热结合上,分析结果表明系统的热效率和火用效率普遍较高;后者则主要包括低温条件下的Rank ine循环、B rayton循环以及改进和复合的循环。总结了各种利用途径的特点和效果,同样说明了相当可观的液化天然气冷能利用价值。根据研究现状,最后指出了有待进一步研究和解决的诸多问题。