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。     

基于闪蒸循环的冷热电联供系统的热力学及[火用]分析

为对不同温度区间的低温余热及LNG冷能实现梯级利用并回收CO₂,提出了一种基于闪蒸循环的冷热电联供系统。对该系统设备及循环模块的热力性能、[火用]经济与[火用]环境进行了分析。结果表明,闪蒸循环中蒸发压力为4.5 MPa、蒸发温度为115℃、一级膨胀压力为800 kPa、分离器进口干度值为0.2时,该联供系统性能最佳,其净输出功、热效率、[火用]效率、LNG冷[火用]效率和CO₂捕集量分别为488.27 kW、61.290%、68.050%、69.530%和853.78 kW。此外,换热器与有机朗肯循环模块具有进一步降低成本与环境影响的潜力。     

基于LNG冷能与太阳能驱动的ORC系统性能分析

为有效利用液化天然气（LNG）冷能,提出了一种基于LNG冷能与太阳能驱动的有机朗肯循环（ORC）系统。分别选择丙烷、丁烷、戊烷和己烷为ORC工质,分析了工质、不同区域日照时数和LNG流量对系统性能的影响。结果表明,采用己烷作为ORC工质时,LNG冷能回收量、系统净功、(火用)效率和综合效率高于其他3种工质,而总(火用)损则相反;日照时数增长有利于系统性能提升,故北方地区优于南方地区;LNG流量增大时,LNG冷能回收量、系统净功、(火用)效率和综合效率增大,总(火用)损平缓升高。     

LNG冷能用于朗肯循环和CO2液化新工艺

针对CO_2排放过量的问题,提出了两种利用液化天然气冷能进行朗肯循环发电和液化CO_2的新工艺流程。流程1在常规朗肯循环的基础上增加了再热循环和回热循环;流程2在保证预冷和液化CO_2所需冷能不变的情况下,在流程1的基础上集成了氮气液化系统,目的是降低蒸发器内冷热物流的品位差,提高蒸发器的火用效率。分析了烟气温度、循环工质压力和流量对流程比功和火用效率的影响。模拟计算得到,流程1、流程2的火用效率分别可达到49.70%和49.80%,对应比功分别为237.70 kJ/kg LNG和235.20 kJ/kg LNG,CO_2的液化率为0.60 kg/kg LNG。结合具体实例进行计算,证明新流程具有良好的经济效益和环境效益。     

LNG接收站新型三级冷能发电循环优化方案

多级冷能发电循环构型的优化是提高LNG冷能发电系统?效率的重要途径。从减少有机朗肯循环工质蒸发器?损失的角度,对现有三级发电循环方案进行了HYSYS模拟分析和改进,提出了新型三级冷能发电循环优化方案,并进行了技术经济评价。结果表明:新型三级冷能发电循环优化方案净输出功较现有方案增加了438.00 kW,?效率提高了10.35%;项目财务内部收益率和净现值分别提升了5.30%和28.23%,平准化度电成本降低了3.16%,新型三级冷能发电循环优化方案具有更好的盈利能力和降本增效效果。以上研究可为LNG接收站冷能发电工艺的优化设计和经济评价提供参考。     

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...     

LNG卫星站冷能与低温太阳能联合发电循环

针对无工业余热可利用的LNG卫星站,提出LNG冷能和太阳能联合发电循环,该联合发电循环可分为LNG冷能发电系统和太阳能热水系统。对LNG冷能发电系统中的设备进行了火用分析:换热器内的火用损失占流程总火用损的69.23%,泵和膨胀机中存在的火用损失约占总火用损的30.77%;研究了太阳能热水温度、LNG压力、各级膨胀压力等因素对系统性能的影响。使用软件模拟计算得到拉萨地区太阳能集热器各月的集热量和辅助加热量,每年5月至次年1月,太阳能热水系统辅助加热量均低于LNG冷能发电系统的发电量,且富余1.13×10⁵ kW·h的电量。在拉萨2月至4月内,将太阳能热水温度调整至50 ℃,所需的辅助加热电能均低于LNG冷能发电系统的发电量,且有富余电量。拉萨每年总共可以获得1.344×10⁵ kW·h的电量。夏季LNG冷能发电系统中,冷却后的循环水可以用于冷水空调,冷水空调每年的节电效益为5 808元。      

以中低温余热为热源的LNG冷能利用流程改进

在火用分析的基础上，提出了一个同时回收中低温余热和LNG冷量的新流程。该流程是氮气Brayton循环、天然气直接膨胀和氨水混合物Rankine循环的联合。流程中以中低温余热为热源，并将LNG冷量分为低温级的潜热冷量和高温级的显热冷量两级，氮气Brayton循环回收LNG低温级的潜热冷量，氨水混合物Rankine循环回收LNG高温级的显热冷量，实现了能量的梯级利用，有效提高了LNG冷能利用的火用效率。采用Aspen Plus软件对新流程和传统的Brayton循环在相同的热源温度下分别进行了模拟计算。结果表明，新流程在循环最高温度为350 ℃时，火用效率达到了58.24%。     

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。     

大型LNG接收站冷能的综合利用

越来越多的人已经意识到，LNG冷能是一笔宝贵的财富。为此，运用低温制冷效率工程数据和火用经济学方法，计算了LNG冷能的价值与气化过程中压力和温度变化范围的关系，结果指出：300×10⁴ t/a规模的LNG项目在8.0 MPa下气化时可利用的冷功率为65 MW，折合电能约为10×10⁸kWh。还介绍了采用丙丁烷和乙二醇水溶液冷媒循环储存系统来解决LNG气化与冷能用户的运行在时间和空间上不同步的问题，以实现冷能集成和梯级利用的方案。最后指出了在中国目前的能源形势下，LNG冷能集成和梯级利用的必要性和可能性，以及实现方式：首先应着眼于煤化工、油气勘探开发、轻烃分离等大规模冷能产业市场；通过在国内外成熟可靠单项技术基础上的集成优化，有可能实现70%以上的冷能回收率。实施的关键是冷能产业链与LNG接收站同步规划建设，并在循环经济园区范围内按照市场机制统筹协调。     

液化循环中LNG冷量利用的热力学研究

LNG在气化过程中会有大量冷量释放。对LNG的冷量进行了初步的能量分析，并以克劳特液化循环为例，对LNG的流量和换热器压力对于气体液化循环的影响进行初步探讨，并采用流程模拟软件对其影响进行了验证，研究了LNG流量对循环液化系数、单位能耗、循环膨胀量和系统〖HT5”，7〗火〖KG-*3〗用〖HT5”F〗效率的影响。结果表明，利用LNG冷量的克劳特循环，可以减少其膨胀气量，提高液化系数，降低单位液化产品的能耗，提高循环〖HT5”，7〗火〖KG-*3〗用〖HT5”F〗效率。找到分析LNG冷量有效的方法，对实践中利用LNG冷量有积极的意义。     

基于改良?分析方法的LNG冷能空分工艺优化

针对传统分析方法只能找到有效能损失的关键设备而无法找到其损失的主要源由的不足,提出了改良的?分析方法。为了提高LNG冷能用于空气分离工艺的效能,基于大连LNG接收站的基础数据,利用HYSYS软件对提出的LNG冷能空分工艺进行模拟,对传统?和改良?进行分析计算,研究了主要设备各类?损的分布情况,找到了引起各设备有效能损失的主要原因,并基于改良?分析结果进行工艺优化。研究结果表明:(1)?损失可划分为可避免内源性损失、可避免外源性损失、不可避免内源性损失和不可避免外源性损失4个部分;(2)各个压缩机的?损分布情况较类似,可避免的内源性?损均占较大比例;(3)不同换热设备的?损区别较大,LNG-104、E-100、E-101主要为可避免外源性?损,其他换热设备主要为不可避免内源性?损;(4)水冷器E-100和E-101的可避免外源性?损占比很大;(5)针对改良的?分析结果提出了更换压缩机、增加冷流、增加预冷设备等为优化方向的两种优化方案,优化方案的单位液态产品能耗和有效能利用率较原方案均有所改善,对比分析后优选了优化方案二——方案二的能耗约为0.394 9 kWh/kg(降低了6.6%)、有效能利用率约为0.40(提高了28.891%)。结论认为,优化结果验证了在LNG冷能空分工艺中采用改良?分析优化方法的可行性,为实际工程中空分工艺的优化开辟了一条新的技术思路。     

LNG接收站冷电联产工艺方案研究

为提高液化天然气(LNG)接收站冷能利用率,实现经济效益、社会效益和环境效益最大化,对不同冷能利用方案的工艺效率进行分析并提出可行的工艺方案。结合国内某大型LNG接收站的工程实际,选取C2H6,C2H2F2,CClF3,CHF3,C2F6,CF4和CH4作为工质进行模拟计算,最终选用C2F6作为循环工质,并选择氯化钙溶液作为载冷剂。采用有机朗肯循环低温发电技术和30%(质量分数)氯化钙溶液外输冷量相结合的方式,对满发电和部分发电工艺方案进行对比研究,发现采用满发电工艺方案的净发电量和制冷量大于部分发电工艺方案,能够产生更大的经济效益。     

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随着我国大量进口LNG，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，综述了目前国内外对LNG冷能利用的现状，对现有的LNG冷能利用的主要利用方式：冷能发电、空气分离、液化二氧化碳等进行了分析和评价。 指出了上述种种利用方法主要是只考虑了冷能的回收，而没有考虑品位的利用，造成大量火用损耗；并且大多是孤立地应用LNG冷能，没有和LNG的应用相集成。进而介绍了包括利用冷能的新型动力循环和分离C₂+烃在内的LNG冷能利用的研究进展；最后提出了与LNG的综合利用相集成的冷能利用集成优化的思路——将LNG接收站与冷能工业园区一体化建设，以逐级利用LNG冷能提高其利用效率。     

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。     

Progress and Prospect of LNG Cold Energy Utilization in China

Values and utilization significance of LNG cold energy LNG is a cryogenic liquid mixture made from gas through purification and liquefaction at the temperature of 162℃.850 kWh/t of power may be consumed for LNG production.230kWh/t of cold energy with the temperature ranging from-162℃ to 5℃ may be released when LNG is gasified under the pressure of latm.During actual gasification operation,pumps are required to be used to increase pressure for LNG gasification and delivery,so part of LNG cold energy will be converted into pressure energy(Fig.1).