LNG冷能利用介紹

1、LNGLNG冷能利用技術(shù)冷能利用技術(shù)一、LNG冷能利用原理及分析二、LNG冷能利用的方式三、國內(nèi)外LNG冷能利用的現(xiàn)狀四、LNG冷能利用的前景五、山東LNG冷能利用淺析一、LNG冷能利用原理及分析1、LNG冷能的概念2、LNG冷能的特點3、LNG冷能利用的概念及意義4、LNG冷能利用過程5、經(jīng)濟學(xué)分析方法- - 4 4 - -2022-7-4一、LNG冷能利用原理及分析1、 LNG冷能的概念 冷能，是指在常溫環(huán)境中，自然存在的低溫差低溫?zé)崮?，實際上指的是在自然條件下，可以利用一定溫差所得到的能量。根據(jù)工程熱力學(xué)原理，利用這種溫差就可以獲得有用的能量，這種能量稱之為冷能。熱量/冷量 與溫度的關(guān)系

2、LNG可用冷能分布（P=9.5MPa） 在LNG氣化過程中，約能產(chǎn)生870kJ/kg的低溫能量。目前，這種冷能大部分被釋放到海水中?？上? - 5 5 - -2022-7-4一、LNG冷能利用原理及分析2、 LNG冷能的特點低溫和產(chǎn)生低溫所需要動力的關(guān)系冷卻溫度與設(shè)備資金投入的關(guān)系曲線溫度與LNG 冷能的關(guān)系曲線LNG冷能隨環(huán)境溫度的變化LNG冷能隨系統(tǒng)壓力的變化LNG冷能隨甲烷摩爾分數(shù)的變化- - 6 6 - -2022-7-4一、LNG冷能利用原理及分析3、 LNG冷能利用的概念及意義 冷能利用主要是依靠LNG與周圍環(huán)境（如空氣、海水）之間存在的溫度和壓力差，將高壓低溫的LNG 變?yōu)槌撼?/p>

3、溫的天然氣時，回收儲存在LNG中的能量。 LNG工業(yè)近幾年的發(fā)展非常迅速，世界上LNG的生產(chǎn)應(yīng)用以年均20%的速度增長，探索LNG冷能利用意義重大、前景廣闊。從節(jié)能環(huán)保和經(jīng)濟效益角度出發(fā)，冷能利用也具有重大意義。我國首個LNG冷能空分項目（莆田）低溫凍干生產(chǎn)線抗生素等高效藥物低溫合成、脫水食品生產(chǎn)-163的LNG蘊含大量的高品位冷能，用途極廣- - 7 7 - -2022-7-4一、LNG冷能利用原理及分析4、 LNG冷能利用過程LNG冷能利用示意圖LNG接收站工藝流程5、經(jīng)濟學(xué)分析方法LNG冷能利用規(guī)劃基礎(chǔ) 綜合考慮實際工藝系統(tǒng)的效費關(guān)系，是一個工藝與設(shè)備費用平衡的論題，“ 技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)化是評

4、價一切節(jié)能措施的判據(jù)”。經(jīng)濟學(xué)在適應(yīng)于能量系統(tǒng)分析的學(xué)科，為解決價格估算、工廠設(shè)計優(yōu)化、故障診斷等領(lǐng)域問題提供了不同方法。經(jīng)濟學(xué)的特點是依據(jù)含量而賦予能量流一定的價值, 結(jié)合價值平衡思想, 估算能量在轉(zhuǎn)換與傳遞過程中價值的變化, 最終以經(jīng)濟效益為尺度科學(xué)地評價過程用能的熱力學(xué)完善性及現(xiàn)實合理性。平衡方程與費用平衡方程構(gòu)成了經(jīng)濟學(xué)分析優(yōu)化的基礎(chǔ), 優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的煙經(jīng)濟化, 可兼顧能量利用的經(jīng)濟性和合理性,亦即通過能耗費用與設(shè)備投資費用的權(quán)衡, 可以使得總費用最小。二、LNG冷能利用的方式u LNG冷能利用的兩種方式 按利用LNG 冷能的過程可分為：l 直接利用（低溫發(fā)電、低溫空分、輕烴回收、冷凍

5、倉庫、制造液化CO2、海水淡化、空調(diào)和低溫養(yǎng)殖、栽培等）l間接利用（用空分后的液氮、液氧、液氬來低溫破碎, 冷凍干燥、低溫干燥、低溫制藥、水和污染物處理及冷凍食品等）二、LNG冷能利用的方式（直接利用）1、利用LNG冷能發(fā)電2、空氣分離3、制取液態(tài)CO2或干冰4、冷凍或冷藏倉庫5、海水淡化6、汽車空調(diào)和汽車冷藏車7、制冰及中央空調(diào)冷源- - 1010 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）1、 利用LNG冷能發(fā)電（1）直接膨脹法 將LNG壓縮為高壓液體，然后通過換熱器被海水加熱到常溫狀態(tài)，再通過透平膨脹對外做功。特點：原理簡單，效率低，冷能回收率僅24%，僅利用壓利。（2）

6、二次媒體法( 中間載熱體的朗肯循環(huán)) 將LNG 通過冷凝器把冷能轉(zhuǎn)化到某一冷媒上，利用LNG與環(huán)境之間的溫差，推動冷媒進行蒸汽動力循環(huán)，從而對外做功。特點：單一工質(zhì)（純甲烷或乙烯）：冷能回收效率18%?；旌瞎べ|(zhì)（碳氫化合物混合物）：冷能回收效率36%（因LNG溫度變，混合工質(zhì)可覆蓋更大溫度范圍，但不穩(wěn)定）。（3）聯(lián)合法 日本普遍采用，冷能回收效率50%左右。（日本LNG約70發(fā)電，30民用）二次媒介法直接膨脹法太陽能作為高溫?zé)嵩? - 1111 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）- - 1212 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）（4）布雷敦循環(huán)

7、（氣體動力循環(huán)） 利用冷能來冷卻壓縮機進口氣體, 可使裝置熱效率顯著提高。（5）燃氣輪機利用方法（冷卻介質(zhì)） 降低燃氣輪機入口空氣溫度，顯著提高循環(huán)做功和做工效率。注意冷卻溫度須嚴格控制在0以上, 以防止水蒸氣凍結(jié)在冷卻器表面。（6）混合動力循環(huán) 以氨水為工質(zhì)的朗肯循環(huán)、燃氣動力循環(huán)和液化天然氣循環(huán)組成的混合動力循環(huán)系統(tǒng)，用于液化天然氣冷能回收。- - 1313 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）l 國內(nèi)首個使用LNG的發(fā)電機組深圳美視電力LNG發(fā)電機組已于2006年正式投入商業(yè)運行（配套大鵬LNG）l 國內(nèi)首座全天然氣發(fā)電廠深圳市東部電廠2008年初建成投產(chǎn)（配套大鵬

8、LNG）l 大鵬LNG配套惠州、前灣、珠江、美視、東部五座電廠（燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組）（7）溫差發(fā)電和動力裝置聯(lián)合回收系統(tǒng) 利用LNG與海水的溫差或與工業(yè)廢氣之間的溫差，設(shè)置動力循環(huán)系統(tǒng)，將冷能轉(zhuǎn)化為電能。將溫差發(fā)電器與LNG的動力裝置聯(lián)合應(yīng)用，其設(shè)備簡單、運行穩(wěn)定，轉(zhuǎn)化效率較好。 溫差發(fā)電換熱器原理：當(dāng)不同的導(dǎo)電或半導(dǎo)體材料相連，兩接點處于不同的溫度時，如果是開路會產(chǎn)生電動勢，如果是閉路則會有電流通過，這種現(xiàn)象即塞貝克效應(yīng)。僅實驗室可行，大規(guī)模商業(yè)化實現(xiàn)尚有難度！- - 1414 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）u 惠州LNG電廠（大鵬LNG配套項目）- - 151

9、5 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）u LNG電廠與燃煤電廠性能比較- - 1616 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）u LNG冷能在IGCC電站中的階梯利用IGCC（整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)）電站由化工島和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電島組成。化工島包括空分 、煤氣化、煤氣凈化等系統(tǒng)；聯(lián)合循環(huán)發(fā)電島包括燃機、余熱鍋爐和汽輪機。IGCC電站的工作原理是: 煤在氣化爐中氣化產(chǎn)生以CO和H2為主要成分的粗煤氣，粗煤氣通過除塵、水洗、脫硫后稱為凈煤氣。凈煤氣送入燃機發(fā)電，燃氣透平排氣再直接送入余熱鍋爐，產(chǎn)生過熱蒸汽并送到汽輪發(fā)電機組做功輸出電能。LNG冷能在IGCC電站中

10、有3種用途。大氣溫度為15和30時IGCC 電站有、無LNG 冷能梯級利用方案的計算結(jié)果比較 空分系統(tǒng)中液化空氣（-150-190） 煤氣變換系統(tǒng)中產(chǎn)生的CO2液化（-100 -60 ） 冷卻燃機入口空氣（-10 0 ）LNG冷能使IGCC電站凈效率增加3.86%，且獲得空分產(chǎn)品和干冰產(chǎn)品；而LNG冷能利用效率約70%- - 1717 - -2022-7-4u 利用LNG冷能的CO2零排放動力系統(tǒng) 該系統(tǒng)由空氣分離系統(tǒng)和動力系統(tǒng)兩部分組成?？辗窒到y(tǒng)利用LNG冷能使生產(chǎn)液氧的耗能降低60%左右，同時使LNG汽化為NG。動力系統(tǒng)中NG為燃料，氧氣作為氧化劑，燃燒產(chǎn)物僅為CO2和水，CO2利用冷能液

11、化回收，從而實現(xiàn)系統(tǒng)有害氣體的零排放。利用LNG冷能的零排放能量系統(tǒng)空分系統(tǒng)在不同工況下的對比對不同能量系統(tǒng)的計算與比較系統(tǒng)效率隨溫度的變化系統(tǒng)效率隨壓縮機效率的變化關(guān)系年經(jīng)濟效益約2.19億元二、LNG冷能利用的方式（直接利用）注意盡可能不選氟里昂為載冷劑！- - 1818 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）u 利用LNG冷能發(fā)電技術(shù)總結(jié)l LNG的冷能發(fā)電是一項新興的無污染發(fā)電方式, 雖然這不失為一種節(jié)能的好方法, 但它只考慮到對冷能的回收利用, 并未注意到對冷能品位的利用。這種方法對冷能的回收效率是非常低的！所以在發(fā)電裝置中利用冷能雖然是最可能大規(guī)模實現(xiàn)的方式，但

12、卻不是利用LNG冷能最科學(xué)的方式！l 利用LNG 的冷能發(fā)電雖然節(jié)能效果相對較差,但具有流程和產(chǎn)業(yè)鏈短、占地少、投資省、易于實施等優(yōu)點。在其他冷能利用產(chǎn)業(yè)鏈尚難決策或這些產(chǎn)業(yè)鏈仍不能完全利用LNG冷能的情況下，可優(yōu)先考慮冷能發(fā)電。l 據(jù)統(tǒng)計，日本的LNG接收站共配備了15臺獨立的冷能發(fā)電裝置，一些接收站可解決包括各種冷能利用產(chǎn)業(yè)鏈在內(nèi)的大部分自用電力。熱電聯(lián)產(chǎn)冷熱電三聯(lián)產(chǎn)- - 1919 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）2、 空氣分離 LNG 冷能用于空分，是通過循環(huán)氮氣的冷卻來實現(xiàn)的。省去了氮氣透平膨脹機和氟利昂制冷機組，裝置實現(xiàn)小型化，電耗、水耗大大降低，降低了液

13、氮、液氧的生產(chǎn)成本?？諝夥蛛x需求冷能分布 該方法在所有的LNG 冷能利用系統(tǒng)中被認為是最有效的，這是因為它的節(jié)能率高, 也很少受到地點條件的限制, 而且LNG巨大的冷能產(chǎn)出的液體氮量和液體氧量都很大?？諝夥蛛x流程- - 2020 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）u 法國FOS-SUR-MER接收站空分裝置- - 2222 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）u 福建LNG空分裝置（與空氣化工公司合資） 國內(nèi)首個LNG冷能空分項目，投資3.1億，2010年10月投產(chǎn)。該裝置日產(chǎn)液氧300噸、液氮300噸、液氬10噸?？萍己繕O高，整個裝置只有名操作

14、工，全程實現(xiàn)自動化。液氧800元/噸液氮800元/噸液氬4000元/噸經(jīng)營收入50萬/天- - 2323 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）u 空分主要設(shè)備u 國外一些已建成的LNG冷能空分裝置- - 2424 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）3、 制取液態(tài)CO2或干冰 以化工廠的副產(chǎn)品CO2為原料, 利用回收LNG的冷能制造液態(tài)CO2或干冰，不但電耗小，且其產(chǎn)品的純度高(可達99.99%)，比傳統(tǒng)方法節(jié)約50%以上的電耗和10%的建設(shè)費。 近幾年，我國液體CO2和干冰需求量以15%的年增長速度發(fā)展。干冰的用途極為廣泛，目前干冰市場價格為500

15、0元/噸。干冰冷量隨溫度的變化分布- - 2525 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）4、 冷凍或冷藏倉庫 LNG可以提供較高品位的冷能, 對該冷能回收可用于各種低溫環(huán)境。由于冷庫多選擇建在農(nóng)漁牧或食物生產(chǎn)區(qū)附近, 因此, 這種利用方法的前提是LNG附近有農(nóng)作物儲藏需求或冷凍食品加工區(qū)或消費區(qū)。冷庫冷量隨溫度變化 一般的冷庫只需維持在-50到-65即可, 而將-162 LNG的冷能全部用于冷庫制冷是不必要的。世界范圍內(nèi)LNG利用于冷庫比較多的國家是日本，日本神奈川縣根岸基地的金槍魚超低溫冷庫（-60-70）, 自1976 年至今運營效果良好。- - 2626 - -20

16、22-7-4二、LNG冷能利用的方式（直接利用） 一般采用管路行程用串聯(lián)的方式。這種方式是按液化天然氣的不同溫度帶，用不同的冷媒進行熱交換后分別送入超低溫冷藏庫（-60）、低溫冷藏庫（-35）、中溫冷藏庫（-180以下）以及高溫冷藏庫（0-10）。這樣可以使LNG的冷能幾乎無浪費的得以利用，其冷能的利用效率將大大提高。l LNG冷能用于冷庫的關(guān)鍵點在于載冷劑的選擇，主要的載冷劑有R410A、R23、酒精、氨、丙烷等，各種載冷劑都有優(yōu)缺點，合理選擇至關(guān)重要！l LNG冷量巨大，中小冷庫利用在經(jīng)濟上不合算，只有依托兼具冷物流集散樞紐功能的臨港工業(yè)區(qū)，才具有市場競爭力！- - 2727 - -202

17、2-7-4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）u 冷庫設(shè)計溫度和相對濕度（GB50072-2001）- - 2828 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）海水淡化冷能需求分布水的三相點理論5、 海水淡化 我國淡水資源缺乏。海水淡化尤為重要。LNG接受站建在海邊, 回收LNG冷能進行海水淡化具有得天獨厚的優(yōu)勢。LNG 冷能也可應(yīng)用于制取淡水真空冷凍法海水淡化, 該技術(shù)是依據(jù)水的三相點理論,使海水同時蒸發(fā)與結(jié)冰的一種低能耗、輕腐蝕結(jié)垢的海水淡化新方法。- - 2929 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）6、 汽車空調(diào)和汽車冷藏車 LNG汽化后產(chǎn)生的冷能

18、直接進入車廂，與蓄冷系統(tǒng)同時供冷以。按冷藏車每小時消耗1215kg的LNG，其制冷能力為2.83.6kW, 足以提供預(yù)冷貨物中短途冷藏運輸所需冷能。7、制冰及中央空調(diào)冷源 制冰有很大市場，主要用途有：a)制造大塊的冰用于漁船中b) 食用冰（如啤酒用冰，出口價格600元/噸）c)中央空調(diào)利用冰（需求巨大，把冰分散運到需要冷卻的各中央空調(diào)地點，用于冷卻水冷卻）d) 其他方面（如醫(yī)藥、電子產(chǎn)品、水泥急冷）u 冷能在天然氣產(chǎn)業(yè)中循環(huán)利用的思路 LNG氣化時用N2回收冷能生產(chǎn)LN2(液氮)，通過槽罐反運回氣田，LN2氣化釋放冷能生產(chǎn)LNG，而N2可用于氣井回注或排空。二、LNG冷能利用的方式（間接利用）

19、1、低溫破碎2、污水處理3、輕烴分離4、蓄冷裝置- - 3131 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（間接利用）1、 低溫破碎 利用液氮可在低溫下破碎一些在常溫下難以破碎的物質(zhì)。橡膠、塑料、金屬都具有低溫脆性。與常溫破碎相比, 它能把物質(zhì)破碎成極小的可分離的微粒, 且不存在微粒爆炸和氣味污染,通過選擇不同的低溫可以有選擇性地破碎具有復(fù)雜成分的混合物。因此這種方法在資源回收、物質(zhì)分離、精細破碎等方面有極好的前景。（如粉碎由金屬、電子器件、塑料器件和橡膠等構(gòu)成的廢舊汽車）橡膠的溫度與焓變關(guān)系曲線汽車輪胎低溫破碎裝置汽車輪胎低溫破碎示意圖l 低溫粉碎后的微粒有極佳的尺寸分布和流動特性。l

20、 食品和調(diào)料的味道和香味沒有損失。- - 3232 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（間接利用）l 我國每年生膠消耗量的50%需要進口，廢舊橡膠回收技術(shù)已被列入可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中。l 600噸/天的液體空分產(chǎn)品可年產(chǎn)3.28*105噸精細膠粉（按青島綠葉橡膠公司開發(fā)的LY型液氮冷凍法，生產(chǎn)1噸精細膠粉消耗液氮0.32噸計算），每年可處理約2200萬條廢舊輪胎（全國一年廢舊輪胎產(chǎn)量約12000萬條）。l 將輪胎先常溫粉碎為粗膠粉，再低溫粉碎為精細膠粉，兩種方式結(jié)合可增加經(jīng)濟效益。l 輪胎低溫破碎冷能利用的效率為70.7%。l 經(jīng)濟發(fā)達的東南沿海地區(qū)，是產(chǎn)生大量廢舊輪胎的區(qū)域。山東青島

21、是我國主要橡膠產(chǎn)地。l 用新型的153K以下的低溫空氣（如低壓氮氣）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液氮，生產(chǎn)能耗更低。利用LNG冷能的廢舊輪胎破碎流程液氮法與低溫空氣法對比u 廢舊輪胎低溫破碎- - 3333 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（間接利用）u 食品、醫(yī)藥低溫破碎 隨著現(xiàn)代食品精細化發(fā)展，食品低溫粉碎近年來發(fā)展迅猛。低溫粉碎能抑制粉碎物發(fā)熱、氧化、溶解和揮發(fā)等，使粉碎后的產(chǎn)物的色、香、味、營養(yǎng)價值等有效成分得到保持。l 速溶玉米糝（迅速復(fù)水達到理想粘度，具有傳統(tǒng)風(fēng)味和組織結(jié)構(gòu)）l 粉碎昆蟲制取三黑糊（極高營養(yǎng)價值、口感好，扶正固本、補腎壯骨、活血化瘀）l 高附加值食品加工（可可豆、花粉、

22、雞骨、蠶絲、蔬菜脫水）l 高端中西醫(yī)藥品加工（抗生素提取、中藥提煉）u 低溫破碎其他應(yīng)用l 合成樹脂（流動浸漬、靜電涂裝、抗刮削抗沖擊抗腐蝕保護膜）l 城市廢棄物或垃圾銷毀（燃燒室容易產(chǎn)生有毒氣體的物質(zhì)粉碎后燒毀，方便運輸、環(huán)保）l 含水分及油分的物料（低溫粉碎可減少其脫水和去油等工藝過程）l 電子工業(yè)原料無雜質(zhì)加工（微電路、絕緣材料、焊藥、金屬復(fù)合陶瓷）l 高早期強度水泥（養(yǎng)護一天便可達到該水泥的標(biāo)號強度，用于水壩、機場、港口、軍事）l 高熱負荷零部件（內(nèi)燃機活塞和氣缸、加熱爐吊掛件、等溫變形的應(yīng)變片、坩堝、噴嘴器件、燃氣輪機的燃燒室等）- - 3434 - -2022-7-4二、LNG冷能

23、利用的方式（間接利用）2、 污水處理 傳統(tǒng)處理方法：利用液態(tài)氧可得到高純度的臭氧, 被處理污水對臭氧的吸收率很高, 這種方法與傳統(tǒng)的過程相比可減少約三分之一的電力消耗, 且對污水的處理效果極好。 新型處理方法：將氧氣直接用于污水處理。城市污水處理現(xiàn)在是按減污思路進行的, 反過來, 若采用增氧措施, 效果會更好。減污治理目前只能收獲“中水”和污泥(可轉(zhuǎn)化成有機肥) 。增氧治污則可收獲清水、水產(chǎn)品和污泥。水體增氧凈化國外已有實例。3、 輕烴分離 LNG冷能用于C2+分離和裂解制乙烯裝置中的裂解產(chǎn)物深冷分離，是LNG冷能利用的極佳途徑。LNG冷能用于輕烴分離的主要產(chǎn)品C2既可以進一步分離，作為丙烷和

24、LPG(主要成分是丙烷和丁烷)分別出售，又可將其作為制取乙烯的工業(yè)原料，市場前景都非常樂觀。4、蓄冷裝置 LNG主要用于發(fā)電和城市燃氣，因此LNG的氣化負荷易隨時間和季節(jié)發(fā)生波動。LNG冷能的波動對設(shè)備產(chǎn)生不良影響, 必須予以重視。- - 3535 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式（間接利用）l 日本大阪煤氣研發(fā)的LNG蓄冷裝置利用相變物質(zhì)的潛熱，在冷能充裕時，吸收冷能而凝固，在冷能供應(yīng)不足時，熔化并釋放冷能。l 蓄冷裝置用來平衡LNG氣化量的晝夜波動, 能夠大大提高接收站中LNG冷能的利用率（近一倍）, 并且具有較大的操作彈性。典型日LNG接收站的氣化曲線典型日LNG氣化量的組

25、成以冷媒為介質(zhì)的蓄冷系統(tǒng)- - 3636 - -2022-7-4二、LNG冷能利用的方式u LNG冷能利用方式總結(jié)l 梯度綜合、集成利用l 從工程實際來看, 很多利用方式不容易實現(xiàn)l 梯級利用各環(huán)節(jié)實際上是很難銜接好的：除LNG冷能用于發(fā)電因其產(chǎn)業(yè)鏈很短，可以說不受其他因素干擾外, 其他的LNG冷能利用產(chǎn)業(yè)鏈都很長, 會受到市場、資源、環(huán)境、運輸?shù)戎T多因素的影響，從冷能梯級利用的角度可能是比較匹配的項目，卻在其他因素上存在諸多困難和矛盾，放在一起很難實現(xiàn)。l 低溫冷量的經(jīng)濟輸送距離只能13km。l 空氣的液化分離是最合理、最能充分利用LNG低溫位冷能的方法l 輕烴回收是收益率最高的LNG冷能利

26、用方法l 低溫冷庫是節(jié)能效果最明顯的LNG冷能利用方法l 深冷發(fā)電是最可能大規(guī)模利用的LNG冷能利用方法l 這幾種LNG冷能利用的方法, 我國目前的技術(shù)水平都能自主掌握、獨立實現(xiàn)低溫粉碎（-130-80）冷庫（-42-15）空氣分離（-191-150）干冰制造（-78），冷能發(fā)電（-40），人造雪球（-60-10），空調(diào)冷系統(tǒng)（-5-10）三、國內(nèi)外LNG冷能利用的現(xiàn)狀1、國外LNG冷能利用現(xiàn)狀2、國內(nèi)LNG冷能利用現(xiàn)狀3、LNG冷能的綜合利用4、LNG冷能利用的注意事項5、LNG冷能利用的經(jīng)濟效益2022-7-4三、國內(nèi)外LNG冷能利用現(xiàn)狀1、國外LNG冷能利用現(xiàn)狀國家利用方式詳細信息備注日

27、本 深冷發(fā)電 空氣分離 液體CO2及干冰 冷凍冷藏庫 深冷發(fā)電（15臺低溫朗肯循環(huán)獨立發(fā)電裝置） 空氣分離（7臺，處理能力12萬m3/h） 液體CO2及干冰（3臺，生產(chǎn)能力100t/d） 冷凍冷藏庫（1座深度冷凍倉庫，3.32萬t） 據(jù)文獻的數(shù)據(jù)，日本東京煤氣公司Negishi終端在1993 1994年1年中被利用了冷能的95萬噸LNG中，36.3%用于空氣液化分離，56.3%用于深冷發(fā)電，其余用于生產(chǎn)液體二氧化碳和干冰及低溫冷庫。韓國 空氣分離 食品冷凍冷藏 主要是空分為主 冷能利用率不到20%印度 發(fā)電 利用LNG冷能來提高大型燃氣輪機出力印度達波爾電廠（美國安然投資，安裝GE的740MW

28、聯(lián)合循環(huán)機組，年使用LNG230萬噸）2022-7-4三、國內(nèi)外LNG冷能利用現(xiàn)狀2、國內(nèi)LNG冷能利用現(xiàn)狀u 冷能的梯級利用 上述單項利用方法主要是只考慮了冷能的回收，而沒有考慮品位的利用，造成大量損耗，從能量有效利用的角度來看是不合理的。而對LNG 冷能進行梯級利用是很好的解決辦法。 2022-7-4三、國內(nèi)外LNG冷能利用現(xiàn)狀3、LNG冷能利用的綜合利用高能高用低能低用溫度對口梯級利用- - 4141 - -2022-7-4u LNG衛(wèi)星氣化站冷能利用技術(shù)LNG衛(wèi)星站冷能特性：流量小、分布廣、流量波動大、運轉(zhuǎn)時間不定、下游管網(wǎng)壓力低、下游用戶少、連續(xù)供氣性差LNG衛(wèi)星站冷能利用項目特性：

29、投資少、操作靈活、見效快、備用制冷設(shè)備簡單德化德化LNG冷能利用總體原則流程圖冷能利用總體原則流程圖三、國內(nèi)外LNG冷能利用現(xiàn)狀年節(jié)電效益600萬- - 4242 - -2022-7-4三、國內(nèi)外LNG冷能利用現(xiàn)狀4、LNG冷能利用的注意事項1、利用過程的溫度要求：由于產(chǎn)生低溫所需動力隨著溫度降低將快速增加，機械效率降低，且工廠的造價隨溫度降低增加。因此要綜合考慮、充分利用LNG的-160的低溫, 而非溫度越低越好。2、用量的限制：由于LNG的使用量也隨晝夜變化而變化，必須使用容易調(diào)節(jié)的系統(tǒng), 能根據(jù)燃氣系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)負荷的變化相應(yīng)調(diào)節(jié)LNG供應(yīng)負荷的變化。3、工廠位置的限制：輸送LNG的低溫

30、管道造價很高，且存在壓力和冷量損失。因此冷能利用工廠須盡可能靠近LNG終端接收站；但考慮到采購和銷售，需兼顧交通便利。因此選廠址很困難。4、安全限制：直接利用LNG冷能最好，但因LNG易燃，應(yīng)避免直接和物質(zhì)進行熱交換。而使用某種冷媒( 如氟利昂) , 將使系統(tǒng)復(fù)雜和昂貴。5、間接利用的限制：利用LNG冷能制成液化氮和液化氧，需要消耗LNG冷能和電力，成本很高，有些工藝過程雖可以實現(xiàn)，但許多情況下被證明是不經(jīng)濟的。- - 4343 - -2022-7-4三、國內(nèi)外LNG冷能利用現(xiàn)狀5、LNG冷能利用的經(jīng)濟效益 如某350萬噸/年的LNG項目，因位于一個特大型循環(huán)經(jīng)濟區(qū)之內(nèi)，有規(guī)模大、溫位分布適宜

31、的重化工業(yè)及其他低溫冷能用戶：包括大規(guī)?？辗?、油田伴生氣輕烴分離，以及通過冷媒循環(huán)系統(tǒng)向下游低溫粉碎、干冰、冷庫等用戶供冷，總供冷負荷逾70 MW；70%以上的冷能可獲得利用?？尚行匝芯勘砻?，接收站售冷、節(jié)省天然氣加熱爐（SCV）燃料氣收益加上繳稅金，總經(jīng)濟效益約4億元/年。 較高的內(nèi)部收益率: 伴生氣輕烴分離項目內(nèi)部收益率高于50%，空分項目高于25%，冷媒循環(huán)及各下游冷能用戶項目也在16%以上。經(jīng)濟效益都很高。四、LNG冷能利用的前景- - 4545 - -2022-7-4四、LNG冷能利用的前景l(fā) 與熱能、電能、原子能一樣, 冷能也是一種能源形態(tài)。當(dāng)人類認識并駕馭一種新的能源形態(tài)之后,必

32、將對社會、經(jīng)濟產(chǎn)生巨大而深遠的影響。l 促成鋼鐵和天然氣產(chǎn)業(yè)聯(lián)姻，綜合利用空分氧、氮產(chǎn)品。鋼鐵行業(yè)目前是氧氣的最大用戶, LNG冷能回收將成為氮氣的最大用戶, 兩者結(jié)合使空分產(chǎn)品得到最大限度地綜合利用。目前正在建設(shè)的首鋼搬遷工程和規(guī)劃中的中石油唐山LNG接收站同處河北曹妃甸工業(yè)區(qū), 具備結(jié)合的充分必要條件。兩者聯(lián)合建造使用空分設(shè)備, 各得其所, 將為我國LNG冷能回收利用創(chuàng)造一個典范。l 氧氣生產(chǎn)成本降低, 將促進氧氣進入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域, 如: 劣質(zhì)煤、煤矸石、高爐煤氣、垃圾、秸稈等低熱值燃料發(fā)電, 普及水體增氧技術(shù)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、污水處理等。l LNG冷能回收利用不是一個簡單孤立的節(jié)能項目,

33、 它可以通過冷能直接利用串起一個低溫產(chǎn)業(yè)鏈。同時還可以通過空分液化分離技術(shù)改進, 擴展空氣制品(俗稱工業(yè)氣體)應(yīng)用領(lǐng)域，帶動一個龐大的產(chǎn)業(yè)群。這點只要回顧一下50多年來氧氣煉鋼對鋼鐵產(chǎn)業(yè)的影響就不難理解。- - 4646 - -2022-7-4四、LNG冷能利用的前景（展望）1、在中國目前的能源形勢下利用LNG冷能是必要和可能的：前已述及, 中國經(jīng)濟快速發(fā)展和模式轉(zhuǎn)型決定了大規(guī)模利用LNG冷能的絕對必要性, 并提供了宏大的冷能用戶市場。大型LNG接收站的冷能, 首先要瞄準(zhǔn)大空分、煤氣化、輕烴分離等大規(guī)模市場。傳統(tǒng)的冷能產(chǎn)業(yè)也需要在循環(huán)經(jīng)濟模式下, 集成利用。2、關(guān)鍵: 冷能利用產(chǎn)業(yè)鏈與LNG接

34、收站同步規(guī)劃、建設(shè)：LNG冷能綜合集成利用產(chǎn)業(yè)鏈, 涉及下游的眾多行業(yè)、部門和企業(yè), 實施的關(guān)鍵就是接收站與下游各冷能利用項目的早期同步規(guī)劃和同步建設(shè)。在目前我國的經(jīng)濟體制和項目審批程序下, 這是最大的障礙。中央企業(yè)與地方政府、企業(yè)各自掌握產(chǎn)業(yè)鏈的不同環(huán)節(jié); 部門分割、短期利益驅(qū)動、觀念落后等都是統(tǒng)籌規(guī)劃的巨大障礙。LNG冷能綜合集成利用產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建, 需要接收站業(yè)主協(xié)同地方循環(huán)經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、相關(guān)的其他企業(yè)部門統(tǒng)一規(guī)劃。首先, 在選址階段, 就必須充分考慮附近的工業(yè)布局和與可能的冷能產(chǎn)業(yè)鏈的集成，以及接收站附近的建設(shè)情況(例如那個冷能產(chǎn)業(yè)的用地) 。選址和規(guī)劃是關(guān)鍵, 因為一旦選定地點, 各自分

35、別規(guī)劃設(shè)計完成, 再想改也來不及了。- - 4747 - -2022-7-4四、LNG冷能利用的前景3、癥結(jié): 循環(huán)經(jīng)濟園區(qū)內(nèi)冷能利用產(chǎn)業(yè)鏈的市場協(xié)同機制：迄今為止的實踐工作說明, 抓住上述中國發(fā)展模式轉(zhuǎn)換的歷史機遇, 按照市場機制推進下游冷能利用產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建的困難, 與組建循環(huán)經(jīng)濟園區(qū)的困難相類似: 各行業(yè)的國有大企業(yè)在相互關(guān)系中都希望牽頭做主, 在內(nèi)部各子公司或部門間則以行政管理方式配置資源; 時常脫離市場和循環(huán)經(jīng)濟的規(guī)律。例如, LNG接收站向下游冷能用戶售冷的價格隨意敲定, 難以保證互利。實際上, 向下游潛在用戶提供合理而有競爭力的冷能價格, 是招商引資的重要條件。沒有下游冷能市場的充分發(fā)育, 接收站就不可能從冷能利用中獲得經(jīng)濟效益。4、展望: 中國LNG 冷能利用產(chǎn)業(yè)將居世界前列：特定的歷史機遇使中國LNG冷能具備了綜合集成利用條件, 在充分汲取各國成熟技術(shù)基礎(chǔ)上, 通過自主集成創(chuàng)新, 利用好這個機遇, 中國LNG冷能利用一定能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)、管理機制、市場運作各方面的突破: LNG冷能綜合利用率將達到70%以上; 冷火用(有效能)利用率爭取達到4