液化天然气冷能在炼厂中的综合利用

介绍了液化天然气（LNG）冷能的利用现状,并综述了其在炼厂中的利用领域,包括空分、轻烃分离、低温系统和循环水系统等.建议LNG接收站与炼厂项目集中规划,LNG项目为炼厂提供冷能,同时利用炼厂液氮作为LNG项目所需氮气的来源.指出炼厂应对LNG冷能按照温位匹配的原则进行梯级综合利用.     

LNG接收站冷能梯级利用

LNG是由天然气在常压下深冷至-162℃液化制取的,故拥有大量低温能量,在被用于工业原料或燃料之前,需通过换热将其气化,成为常温天然气。LNG在气化过程中,将会释放大量的冷能,一般可以通过直接或间接的方法进行回收利用,以达到节能的目的。结合渤海湾某大型LNG接收站的特点,给出了LNG冷能梯级利用方案,按照不同温位采用不同方法回收LNG冷能。     

南方地区冷库利用液化天然气冷能的技术研究

〗LNG冷能的利用不仅要看其能量回收的多少，更重要的是在经济合理的前提下实现能量的梯级利用。为此以LNG冷能的梯级利用为目标，设计了LNG冷能用于冷库制冷的工艺流程，提出利用一股冷媒与LNG换冷以减少冷媒系统的投资费用和传输过程的冷能损失，通过压力调节控制冷媒的蒸发温度，使其为不同用途的冷库提供相应温位的冷能。筛选工艺中的冷媒，计算冷库的耗冷量，并以总容量为1.5×10⁴t的冷库为例进行具体计算，模拟出冷库利用LNG冷能的工艺流程。总结了LNG冷能用于冷库技术的发展优势，提出LNG冷能集成利用的发展方向。     

基于LNG气化分段模型的低温动力循环火用分析

构建LNG低温朗肯循环发电系统是冷能利用的主要方式之一。为了提高LNG冷能回收效率,根据LNG气化特性,笔者提出了冷能的分段利用模型,并采用火用分析的方法对低温朗肯循环各环节的火用损失进行了分析,得出如下结论：①LNG气化曲线存在较为明显的分段规律,为建立高效的冷能发电循环提供了基础;②LNG低温朗肯循环发电系统的火用损失主要集中在换热设备当中,因而系统的优化重点应放在对于换热设备尤其是冷凝器的优化上,减少平均换热温差能有效降低换热器的传热不可逆损失;③对LNG按不同温度段进行回收利用,构建梯级循环发电系统,能有效减小循环冷火用损失,提高LNG冷能回收效率。根据LNG气化特性构建的梯级循环流程较单极循环流程而言,总的冷火用损失显著减少,冷火用利用效率提高了16.2%。     

海南小型LNG工厂液化工艺方案特点

海南LNG工厂在国内首次利用氮气二级膨胀液化工艺。为此,讨论了海南LNG工厂天然气净化、液化系统技术方案的制订,针对原料气气质特点设计了DGA溶液脱酸工艺和氮气膨胀制冷工艺方案,对其进行了流程模拟计算,得到了各物流节点的设计参数,并计算出了天然气液化流程中压缩机能耗、制冷剂流量、各换热器的换热量等参数。装置运行考核结果表明：该DGA溶液脱酸工艺和氮气膨胀制冷工艺技术运用合理,工艺路线可行,工艺技术指标均达到了设计要求,为其他小型LNG工厂提供了一种新的天然气液化工艺选择方案。     

液化天然气冷能的利用

LNG冷能利用分为直接利用和间接利用两种。直接利用包括LNG冷能发电、空气液化分离、制取液态CO2和干冰、冷冻仓库、轻烃分离与切割、海水淡化等;间接利用包括低温粉碎废弃物、冷冻食品、LNG蓄冷等。如果仅仅考虑LNG冷能的回收是不够的,还应考虑LNG冷能品位的利用,这样能量的利用率才会有较大的提高,对LNG冷能进行梯级利用是一个很好的途径。     

利用LNG冷能回收轻烃和BOG的综合工艺系统

目前,中国液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)进口量已超过天然气进口总量的50%,LNG的组分会因产地不同产生差异,76.6%以上的进口LNG中轻烃摩尔含量超过5%。同时LNG中蕴含大量冷能,利用LNG冷能回收LNG富液中的轻烃,利用效率高达90%。在对现有工艺系统优缺点分析的基础上,提出了一种利用LNG冷能回收轻烃和闪蒸气(Boil-off Gas, BOG)的综合工艺系统,以某LNG接收站LNG富液为例进行了模拟计算,并对关键运行参数进行了分析研究。结果表明,采用新工艺系统,轻烃回收率高达95.7%,单位产品能耗仅688 MJ/ t,同时实现了低能耗回收接收站BOG,新工艺系统各项指标均达到了国内外先进水平。研究结果可为LNG接收站轻烃回收装置建设提供借鉴。     

LNG储存与冷能利用技术发展前景广阔

正发展液化天然气的初衷是为了方便运输和降低天然气运输成本,因此LNG的储存与冷能利用在整个LNG工业链中占据非常重要的地位。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840千焦/千克。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80兆瓦。可见,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。     

LNG轻烃回收工艺的设计与分析

利用液化天然气（LNG）气化时释放的冷能，结合文献报道的3种LNG轻烃回收工艺，提出了一种新工艺。使用HYSYS模拟软件，热力学方法选用P-R状态方程，对新工艺进行了敏感性分析，确定了最优闪蒸塔入口温度为-105℃、脱甲烷塔塔顶压力为2800 kPa、脱乙烷塔塔顶压力为2000 kPa。通过对比，发现新工艺在甲烷产量、乙烷回收率和设备(火用)分析等方面具有一定优势。     

LNG接收站再冷凝器自动控制设计

目前国内已建设很多大规模的液化天然气接收站,且绝大部分都采用蒸发气再冷凝工艺以节省运行成本。在液化天然气接收、存储、外输的工艺流程中,再冷凝器是核心设备,但如何利用计算程序实现对其进行自动控制还是个难题。因此,通过对唐山LNG接收站BOG处理具体工况的分析和计算,提出了一个有效计算冷凝LNG流量的液气比计算公式,实现了再冷凝器的自动平衡控制。并通过对比得出,自动控制方案更加精确、稳定,可有效避免手动操作带来的风险。     

液化天然气冷能回收利用分析

本文首先提出液化天然气(LNG)的冷能回收利用方法,进而探究注意事项。     

液化天然气冷能利用方案对比研究

通过对几种较为成熟的液化天然气(LNG)冷能利用技术进行对比,得出冷能发电是最具有推广前途的单项冷能利用方式,并对目前已有的LNG冷能阶梯利用理论研究提出改进措施,有效解决了LNG流量波动导致冷能利用效率低的问题。     

对LNG冷能利用中几个问题的讨论

我国已规划建设10个以上从国外进口LNG的大型接收站，还在不断建设一些中小型LNG气化站。进口LNG不仅进口了燃料，同时也进口了宝贵的冷能。不同气化管输压力下LNG的可利用冷能和冷能的品位或利用价值有很大的不同。阐述了常压LNG和加压LNG气化时可利用冷能的数量和冷能的品位或低温价值所发生的变化。讨论了LNG冷能的梯级利用和LNG加压气化后天然气的外输压力问题。认为目前我国最应关注的是以成熟的LNG冷能利用技术为基础，在现有和即将建设的LNG接收站尽可能充分地利用冷能。接收站在规划之初就应同时把冷能的利用给予通盘考虑。对接收站的建设提出了建议。     

液化天然气接收终端及其相关技术

液化天然气接收终端是LNG工业链的重要环节，投资庞大，其技术涉及众多领域。文章介绍了液化天然气接收终端的工艺流程，包括LNG卸船装置、储罐、气化设备和安全保护系统；通过特定的工艺技术利用LNG冷能，可以达到节省能源、提高经济效益的目的；从发电、空气分离、制取干冰和冷库等4个方面介绍了液化天然气冷能利用等相关技术。最后，提出了我国在LNG接收终端建设方面需要进一步开展的主要工作如下：液化天然气工业链中设备的国产化； LNG冷能利用技术；开发具有自主知识产权的接收终端工艺流程。同时指出，中国在推进发展LNG时也要充分认识到：液化天然气的专业化、社会化和国际化问题。     

液化天然气冷能回收系统的设计与优化分析

液化天然气(LNG)在气化过程中释放的冷能通常未被有效利用。提出了制冷与发电相结合的LNG冷能回收系统,可以有效地回收LNG冷能。该系统的结构包括两级有机朗肯循环(ORC)、空调(AC)和直接膨胀循环(DEC)。利用HYSYS软件,对系统性能进行了模拟分析,采用遗传算法(GA)对系统中四元混合工质(甲烷、乙烷、丙烷和异丁烷)配比、蒸发压力、冷凝压力和一级膨胀压力进行了优化,随后对优化方案进行了经济性评价。结果表明,两级ORC最佳的四元混合工质配比(质量分数)前级为28.9%、57.3%、5.5%和8.3%,后级为0.4%、20.3%、56.4%和22.9%。优化方案中,系统的净输出功率可达218.28 kW,LNG冷能利用率、热效率和(火用)效率分别为54.69%、20.89%和41.18%。系统具有良好的经济可行性,经济收益可达160.30×10⁴ CNY,设备的总投资成本为1215.91×10⁴ CNY,平均能源成本为0.63 CNY/(kW·h),预计7.59 a内可收回投资成本。     

利用LNG冷能开展低温储粮

为提高粮食储藏的品质,降低低温储粮的能耗,提出了利用LNG冷能进行粮食低温储藏的思路。在对现有低温储粮工艺的技术经济分析基础上,介绍了直接利用LNG冷能和利用LNG冷能空分厂副产品污氮这两种低温储粮的工艺方案,并对这两种方案进行了比较,指出在邻近LNG接收站或者卫星气化站的粮库开展利用LNG冷能实现低温储粮,不仅可以降低低温储粮的能耗成本,而且也为LNG冷能利用提供了一种新的方法。     

LNG预冷的新型氢液化工艺设计与优化

液氢能量密度高、运输效率高，成为了氢规模化储运的重要方式。为降低氢液化工艺能耗，提高效率，以双混合制冷剂的氢液化工艺为基础，提出了一种LNG预冷的新型氢液化工艺。该工艺利用LNG冷能预冷，通过混合制冷剂布雷顿循环进行深冷，深冷段采用了四级压缩、三级膨胀和三级正仲氢转化。采用Aspen HYSYS软件对工艺进行了模拟，并利用粒子群算法进行了优化。结果表明，优化后工艺的比能耗可达5.263 kW·h/kg，?效率可达58.18%，优于大部分已知氢液化工艺系统。该工艺流程相对简单，能耗低、效率高，可为氢液化工艺的设计和改进提供新的思路，同时拓展了沿海LNG接收站LNG冷能回收利用的新途径。     

LNG冷能用于橡胶粉碎的流程优化研究

基于冷能梯级利用原则,利用Aspen HYSYS模拟分析了现有LNG冷能用于橡胶粉碎的流程,并进行热力学分析,找出了系统中的火用损失最大的设备。根据火用分析结果,得到改进流程,分析两流程之间的差异。结果表明:低温换热器火用损失占比最大,在两流程中分别占比49%、30%,改进流程火用效率从73.64%提升至77.94%,LNG流量每小时减少30.77%,约节能670kW;冷能利用系统火用效率随LNG进口温度降低而升高,梯级利用才能发挥出LNG所含冷能的最大价值。     

液化天然气储运与利用中的几个关键问题

随着我国对液化天然气（LNG）的大量进口和广泛应用,LNG的储运和利用过程中安全性、环保和经济性问题就显得越来越突出。文中提出：建立描述LNG涡旋的分形模型、描述对流分层和泄漏扩散的时空混沌模型、描述爆炸和轰燃的突变模型,以及应用模糊理论、人工神经网络,结合非线性理论,构造出完整的预测和评价模型,实现对LNG储运常见事故的实时预测和储运系统安全性的智能化评价。通过燃气互换性和污染物排放及控制特性的研究,得到天然气置换其他燃气的最优方法,以及天然气洁净利用的方法。研究燃气蒸汽联合循环发电机组性能和安全性问题,获得机组运行安全临界指数,结合运行参数对机组性能影响的敏感性分析,建立优化运行、经济调度的模型,形成调峰燃气蒸汽联合循环机组优化运行、经济调度辅助决策系统,指导机组安全、经济运行。分析LNG气化站运行性能、燃气轮机电站机组特性,建立冷能转化和利用数学模型,以及LNG冷能利用评估模型,通过效益分析,经济评价,优化LNG冷能利用系统,实现冷能的经济利用。     

LNG冷能发电制氢及液化的综合能源系统研究

目的 为实现LNG冷能的回收利用、氢气的绿色制取和液态储运的多重目标,提出LNG冷能发电作为电解水制氢的电力来源,同时提供氢液化用能,并辅助氢预冷的一套综合能源系统.方法 使用HYSYS软件对LNG冷能发电循环及氢液化进行模拟测算,建立系统中各单元物料与电能匹配关系的数学模型,通过模型求解获得了直接膨胀、朗肯循环、联合...