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《液化天然气(lng)冷能回收及其利用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、液化天然气!"#$%冷能回收及其利用&王强厉彦忠张朝昌!西安交通大学制冷低温研究所西安’())*+%摘要,-.存储在(()/的低温下0蕴藏着大量的冷能1将,-.冷能回收可用于空分2发电2制造干冰2低温冷库以及汽车冷藏2汽车空调等领域1这不仅有效回收2利用了能源0而且减少了机械制冷造成的大量电能消耗0具有可观的经济效益和社会效益1主题词,-.冷能回收及利用全球性石油资源的紧缺以及不断加剧的环境污染0使得污染小2燃烧性能好2储量丰富的天然气的应用越来越广泛1为了便于天然气的储藏运输0通常在低温下!(()/以下%将天然气液化成液态!,-.%0因而0在,-.汽化成
2、常温气体供给用户的过程中将释放出大量的冷能1如果能将该冷能进行有效地回收利用0如用于空分2发电2制造干冰2低温冷库2汽车冷藏2汽车空调等领域0则可以节省大量的电能1,-.工业近几年的迅速发展!世界,-.的生产应用以年均3)4的速度增长0年运输与贸易额达5)))多万吨0占到了总贸易额的3*40预计3)()年,-.年产量将达到3*))亿立方米%0为,-.冷能的回收利用奠定了良好的基础16"#$冷能分析,-.冷能主要是利用,-.与周围环境!如空气2海水%的温差以及压力差0在趋于平衡态过程中进行回收的1详细地分析,-.蕴藏的冷能0对提高,-.冷能回收率以及合理利用
3、,-.冷能0具有非常重要的意义1火用分析法不但能从能量的数量上反映能量种类的转换0更重要的是能从质上清楚地揭示内部不可逆性造成的能量品质的贬值情况0以及造成热力学损失的原因和部位1由卡诺循环可知7在热源8冷源8之间进行的一切热力循环0冷源从热源吸收热量9后0其可能(3得到的最大循环净功0即最大可用能为83:;<=>9!(?%>9?83@A8(其整个变温过程中的能量分析如图(所示1工质在吸热的过程中0温度升高0由状态(变化到状态30对每个微小的吸热过程来万方数据&教育部高等学校骨干教师基金资助B西安交通大学博士基金资助1王强!(+’(C%0男0博士研究生1本
4、文于3))3年D月3D日收到1说"吸收#$的热量中的最大可用能为+,#%&’()#$*#$+对整个过程-*.积分"则最大可用能%为"&’(.+,%&’()/#%&’()/0-*1#$-+若234从初态0+"51经一系列的可逆过程"最终达到与环境的平衡态0+#$)6由78系#%统稳定流动能量方程,"5,1"&’(可得9#%&’()#$*67)+,6:*67此时234完成的最大有用功"即系统工质的火用;<为+5,>$,>5图!变温过程中的可用能)07*7,18+,0:,*:1)=50+*+,18+/,*+,?/++55可以看出"234的冷量火用包括温度火用和压
5、力火用两部分@其中温度火用为+,#$+,;<+)=50+*+,18=5+/,)=50+*+,18=5+,AB+++5,>55压力火用为;<5)*+,?/)+,?AB555,天然气在液化前要进行纯化处理"分离凝析油C重烃"并去除D以及有机碳化.E"FE."D.G物等杂质"因而234的主要成分是甲烷@234从--,H的低温汽化成常温气体时"吸收0IJ,KIIL1MNOMP的热量"如果再进行一定的加压处理"依据以上234冷量火用的分析"对于大型的234接受站来说"其蕴含的冷能是相当大的@QRST冷能的回收利用.U-234冷能回收在发电中的应用回收234冷能"依靠
6、动力循环进行发电是目前234冷能回收利用的重要内容"且技术相对较为成熟@通常以电能的形式回收234冷量火用的方式有三种9一是利用温度火用的中间介质朗肯循环方式0每吨234的发电量在.,MVW左图QRST冷能回收联合法发电流程图右1X二是利用压力火用的直接膨胀法X三是综合了二者的联合法0每吨234的发电量在YZMVW左右1@日本是利用234冷能发电最多的国家之一"其装机容量一般在0Y,,K[Y,,1MV之间@目前较为常见的联合法234冷能回收发电流程图如图.所示@图中左半部分是靠234与海水或空气的温差驱动的二次冷媒动力循环X右半部分是利用234压力火用直接
7、膨胀的动力系统@系统中二次冷媒的选取较为重要"其物性要达到一定的要求9必须在234范围内不凝固"且具有良好的流动和换热性能"临界温度要高于环万方数据境温度!比热大!使用安全"通常选丙烷#乙烯等烃类化合物或者$%&’等氟里昂类工质以及轻烃与氟里昂的混合物"为了提高()*冷能的回收效率!二次冷媒动力循环系统中通常采用回热或再热循环!这种回收方式的冷能回收率通常保持在%&+左右"’,’()*冷能回收在空分中的应用通常的低温环境都是由电力驱动的机械制冷产生的!由制冷原理可知!随着温度的降低其消耗的电能将急剧增加"在一定的低温蒸发范围内!蒸发温度降低-.!能耗要增加
8、-&+"利用回收的()*冷能和两级压缩式制冷机冷却空气制取液氮#液
