燃气分布式能源LNG站冷能利用

燃气分布式能源LNG站冷能利用

左明亮张果

（广州协鑫蓝天燃气热电有限公司511356）

摘要：本文结合实际热电企业对LNG接收站的冷能利用实践进行分析，首先对LNG冷能利用技术的发展进行探究，并对实际企业的冷能利用方式进行分析，以期为LNG冷能利用工作提供参考。

关键词：燃气分布式LNG站冷能利用

1前言

目前，我国正处于经济高速发展与经济结构调整的关键时刻，传统的经济发展模式逐渐不能适应新时代的要求，因此我国正在大力发展可持续发展、绿色经济、节能减排等技术。这一重要发展时刻也为天然气的使用和发展带来了巨大的契机。由于液态天然气的体积远远小于气态，因此为方便运输，需要将天然气进行液化处理。即温度降低到零下162℃时，天然气会转化为液态。在天然气的使用之前，需要将其进行气化，在气化过程中，天然气会释放出大量的冷量。据相关数据表明，每公斤天然气会释放出850KJ的冷量，1tLNG气体释放的冷能理论上可利用的冷量约为230kWh，可见LNG冷能的合理科学利用具有重要的意义。

2LNG冷能回收利用

根据热力学数据，常压下LNG的饱和温度为零下162℃。为方便储存，供气站以液态形式存储。LNG进入用户输送管道之前，需要进行气化处理。气化处理的常见方法为室温联合水浴方法进行。室温即通过自然流动的空气进行LNG的气化，不添加其他形式的能量；水浴为补充式气化过程，当室温处理不能完全实现LNG的气化过程时，使用水浴换热实现LNG全气化。1Kg的LNG在汽化器中由110K的液体变成110K的气体，需要吸收的汽化潜热为830KJ。因此，合理利用该部分冷量对于能量的循环利用及可持续发展经济的实现具有重要推动作用。LNG冷能利用的原理即在LNG气化过程中充分利用此部分能量，进行低温发电、供冷、干冰制造、烃类分离、空气分离等过程。

3国内外LNG冷能利用的发展趋势及前景

LNG冷能利用技术应用最早的国家是日本，随着LNG使用量逐渐增加，日本大力发展了LNG冷能利用技术。目前，20%-30%的LNG冷量被充分利用，低温发电的冷量使用量达到70%。另外，韩国的LNG冷能利用技术推广和应用也较为良好，主要用于食品冷藏和空气分离两大基本领域。另外美国的LNG技术发展也比较先进。

我国的LNG冷能利用发展相对较晚，但随着我国大量使用LNG资源，许多领域的LNG冷量使用都得到了工业应用，如冷能空分、冷能发电、冷冻胶粉等。另外，海水淡化也是未来应用LNG冷量的重要领域。由于我国逐渐调整能源结构，LNG资源被大力推广和使用，因此LNG的冷量利用也将迎来黄金发展期。

4广东某燃气轮机发电厂LNG冷能利用

随着燃气轮机在国内的高速发展，LNG气化站在燃料供应和供冷应用上逐渐得到更广泛的应用。广东某燃气轮机发电厂，是国内第一家使用LNG气化站并长期运行的燃机电厂。在电厂投产以来，积累了大量的燃气轮机电厂冷能利用的运行及维护经验，为以后燃机电厂建立LNG气化站冷能利用提供了宝贵的财富。

目前，已经投入运行并产生经济效益的冷能利用为利用LNG冷能进行集中供冷，除了用于厂区供冷外，对附件的工厂提供集中供冷业务，实现冷、热、电三联产，充分体现分布式发电厂能源多样化和综合利用的特色。如图1所示，供冷系统可以分为三部分：LNG-乙二醇气化器单元，乙二醇循环系统，冷水循环系统。

图1LNG供冷系统图

（1）LNG-乙二醇气化器单元

低温的LNG记过温控三通阀，然后在LNG-乙二醇气化器中，将吸收热量气化，释放冷量；乙二醇作为冷媒，释放热量，吸收冷量。在气化器中，完成第一次冷量交换，温控三通阀根据冷负荷，调节LNG流量。根据现场特点，广东某燃气轮机发电厂，配置两台LNG-乙二醇气化器，最大设计制冷量为5200kW。

（2）乙二醇循环系统

乙二醇作为冷媒，是完全封闭循环系统，系统配置两台乙二醇循环泵作为主要动力循环。乙二醇通过乙二醇循环泵增压，流经乙二醇-水板式换热器，将冷量交换给冷冻水，再流经LNG-乙二醇气化器，吸收冷量后回到泵入口，完成一个循环，实现冷量的传递。为了防止乙

二醇损失，系统还配置了乙二醇溶液补充箱，防止乙二醇不足而影响系统安全经济运行。

（3）冷水循环系统

冷水循环系统，通过吸收乙二醇的冷量，形成低温冷冻水，再将冷冻水提供给用户，实现集中供冷，主要设备为两台冷水循环泵。常温水经过冷水循环泵加压后，流经乙二醇-水板式换热器，吸收冷量，形成低温的冷冻水（3℃），冷冻水母管直接供向供冷管网，实现供冷后回到回水总管。冷冻水母管与溴化锂制冷站冷冻水母管相连，当LNG制冷站故障时，可以切换至溴化锂制冷站供冷，提高供冷的稳定性。

相对于溴化锂制冷系统，LNG制冷系统具有系统结构简单，维护便利，商业价值高等特点，也是LNG站冷能利用最为直接、简单的利用方式，具备很高的推广价值。

5LNG冷能技术利用中应注意的问题

(1)经济性问题。目前LNG冷能利用没有被真正的充沛利用，冷能利用中㶲损失较大，影响冷能利用的效率和经济性。

(2)技术评定问题。针对LNG技术的研究和推广，我国还处于起步阶段。缺乏相关的技术评定的指引，也没有形成完备的技术评定方式，因而导致LNG冷能技术的研究得不到技术评定方面的相关支持。

(3)工艺性问题。创立一个真正利用冷能梯级利用的技术操作系统，使得工艺能够在节约能源和利用最大化方向进行，并形成可以复制的工艺操作流程，广泛应用与LNG接收站中。

(4)社会效益。LNG冷能利用具有直接的社会效益和经济效益。冷能利用符合国家能源可持续发展的战略，能够有效地提升企业的经济效益。应该最大限度得到应用。

6结论

我国逐渐调整能源结构战略，LNG的未来应用市场十分巨大。因而，LNG冷能利用技术将迎来黄金发展时期。通过本文结合实际天然气热电公司关于LNG冷能利用的实践，对LNG冷能利用的相关内容进行分析介绍，可以发现LNG冷能利用具有直接的社会价值和经济价值，值得推广和使用。LNG冷能回收利用也完全符合未来时代发展的主题。

参考文献

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