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LNG汽车燃料罐绝热结构设计

		点击数：	更新时间： 2021年02月18日
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LNG冷能回收及综合利用技术
李兆慈

中国石油大学（北京）LNG教育与技术研究所
2006年9月24日    北京
备注：1
液化天然气（liquefied natural gas，简称LNG）

将天然气经过脱水、脱酸、去除重烃后降温液化成低温液体（常压下饱和温度约为-162℃），主要成分为甲烷。
 密度约为426kg/m3
 体积约为标准状态下的1/620

备注：2
      使用时，LNG需重新转化为常温气体，温度由-162℃复温至常温，大量的可用冷能释放出来，其值大约是837kJ/kg LNG。
       1吨LNG经换热重新气化在理论上可利用的冷量约为250kW.h。对于一座年接收能力为300万吨LNG的接收终端，年可利用冷能达7.5亿kW.h。
LNG冷能
备注：3

数据来源：规划总院
      
  在建LNG接收站
地下储气库
已建管线
规划LNG接收站
        中国LNG接收终端规划分布图
备注：4
 如何合理利用这些制冷量是一个影响经济效益
   的重要问题。
 大型LNG接收终端在LNG气化时若不采取冷能
   回收措施，则需要通过大量的海水进行热交换，
   低温海水向海中排放，还会影响到局部海域的
   生态平衡，造成冷污染。 
 利用LNG冷能的方法可分为直接利用和间接利用
备注：5
LNG冷量利用场合
备注：6
 1、LNG轻烃回收 
 调整热值
 冷量利用 
 提高经济效益
备注：7
图1 利用LNG冷量进行轻烃回收流程简图 
备注：8
2、低温联合发电
    低温联合发电是目前LNG冷能回收利用的重要方式，技术较为成熟。
天然气直接膨胀发电
朗肯循环发电
LNG燃气轮机冷量综合利用发电
备注：9
 天然气直接膨胀发电
 循环过程简单，所需设备少。
  LN G的低温冷能没有充分利用
 1吨LN G的发电量约为20 kW·h 左右 
备注：10
低温朗肯循环发电装置流程图

1—涡轮机  2—减速器  3—发电机  4—天然气加热器 5—丙烷蒸发器  6—丙烷泵  7—LNG蒸发器
朗肯循环发电
备注：11
组合循环发电
备注：12
 LNG燃气轮机冷量综合利用发电系统
备注：13
3、液化空气及干冰生产
  空分工厂在制造液氮、液氧和液氩时，通常低温环境
     由电力驱动的机械制冷产生，液化1m3空气大约需要
     1766kJ的冷能，产生这些冷能需要大量的电力。
  空分装置中利用LNG冷能是技术上最合理的方式
  利用LNG汽化时提供的冷能来冷却空气，不但使所需
      能耗大幅度降低，而且使空分系统的流程简化，
      设备减少。 
备注：14
空气液化装置流程图

1—过滤器；2—压缩机；3—净化器；4、10—换热器；5—主精馏塔；6—氩净化器；7—氢罐；8—氩塔；9—循环氮压缩机；11—天然气加热器；12—液氩贮槽；13—液氮贮槽；14—液氧贮槽。

与普通的生产工艺比较，电力消耗可节省50%以上，冷却水的节约量超过70%。 
备注：15
    利用LNG的冷能，很容易获得冷却和液化CO2所需要的低温。与传统的CO2液化工艺相比，制冷设备的负荷大为减少，电耗也降为原来的30%~40%。 
备注：16
4、LNG汽车冷能回收
4.1 LNG冷藏运输车冷能回收  
图5  LNG冷能回收用于汽车冷藏车示意图

1-气体发动机；2-加热器；3-控制阀；4-LNG储液罐；5-冷冻货物；6-热交换器

备注：17
4.2 LNG汽车空调 
  小轿车
  公交车
  重型卡车 
关键技术：大温差换热、供冷调节
备注：18
备注：19
5、其他LNG冷能回收方式

区域冷、热、电联供
 低温冷库与食品冷冻
 蓄冷
 低温破碎与粉碎
备注：20
6、结论
    LNG中蕴藏着大量的冷能，通过特定的工艺与装置，可将LNG的冷量有效进行回收，合理地应用于空分、发电、制造干冰、低温冷库、汽车冷藏、汽车空调等生产、生活的各个领域，可以节约大量的电力资源。
       我国深圳大鹏LNG接收终端站已经投产，“冰雪大世界” 项目拟LNG利用该站的冷能。福建LNG接收终端冷能利用也在计划中。随着LN G工业在我国的发展，LNG中所蕴藏的冷能也越来越引起人们的重视，发展我国LNG冷能利用将具有广阔的市场前景。 
备注：21
敬请批评指正！
谢谢
备注：22
备注：23

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