LNG氣化站冷能利用的冷庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

      近幾年來，我國對(duì)液化氣天然氣(LNG)作為能源的消費(fèi)越來越重視，引進(jìn)的LNG三大項(xiàng)目(廣東、福建、上海)項(xiàng)目進(jìn)一步深化山。以福建為例，其LNG,總體項(xiàng)目包括LNG專用碼頭、LNG接收站和輸氣干線、LNG燃?xì)怆娭怀鞘腥細(xì)庥脩舻却笮凸こ坛�。又如，臺(tái)灣臺(tái)塑集團(tuán)位于龍海市龍池開發(fā)區(qū)的福欣特殊鋼項(xiàng)目熱軋生產(chǎn)線廠房主體工程開工建設(shè)，該項(xiàng)目?jī)H一期工程投入生產(chǎn)后，年產(chǎn)72萬噸不銹鋼板卷，創(chuàng)產(chǎn)值250億元，使用天然氣量高峰小時(shí)約1.3萬Nm／h，因此項(xiàng)目的需要將在工業(yè)園內(nèi)獨(dú)立投建LNG氣化站一座。另外，中國石油集團(tuán)也考慮在南福建海岸(漳州地區(qū)內(nèi))投資大型的LNG接收站，目前正在項(xiàng)目可能性調(diào)研。而氣化站還行中LNG氣化過程所產(chǎn)生的冷能利用，具有非常重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)及環(huán)保能源利用價(jià)值。近幾年，相關(guān)研究饑構(gòu)和從事LNG冷能方面的專家，多數(shù)確定了利用LNG冷能發(fā)電、冷能低溫研磨、海水淡化、廢舊輪胎深冷粉碎、空氣分離(冷能制氫、制液氮、制液氧、制液；氬等等)、冷能制取液化二氧化碳或干冰、冷能冷庫利用，也提出進(jìn)行分級(jí)使用，深冷用于低溫研磨、空氣分離，中冷用于制冰、建滑雪場(chǎng)、溜冰場(chǎng)，淺冷用于冷庫利用，將LNG冷能進(jìn)梯級(jí)利用嘲。作為福建省沿海地區(qū)有利于漁業(yè)及果蔬冷凍保鮮發(fā)展，同時(shí)基于LNG氣化的氣化壓力較低，一般為O．6MPa的技術(shù)原因，可以說冷庫是—種比較適合LNG氣化站冷能利用方式嘲，因此有必要對(duì)LNG氣化站冷能在冷庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的利用進(jìn)一步闡述。

    二、LNG氣化站冷能在冷庫利用測(cè)算

    在LNG接受站或氣化站中，液化天然氣溫度一般為-160⁰C以下，而經(jīng)過低溫?fù)Q熱氣化時(shí)，將釋放冷能，這是LNG氣化站冷能生成最為簡(jiǎn)明的原理。以1個(gè)大氣壓、常溫氣態(tài)工況下的1噸釋放88干焦耳的能量計(jì)算，每噸LNG可利用的冷能折合電量約為250千瓦時(shí)嘲。

若LNG氣化站供氣規(guī)模為5921×104m³／a，氣化壓力為0·6MPa的氣化站日均氣化量萵16×10⁴m³／d，可計(jì)算該規(guī)模氣化站產(chǎn)生的冷量為10.73~104MJ／d[4]。如果該冷能均用于冷庫的利用，冷量回收率在28％～36％之間，如文獻(xiàn)倒的實(shí)例分析，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，可完全肯定了LNG冷能作為冷庫的冷源利用的經(jīng)濟(jì)效益。

    三、利用LNG冷能的冷庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    l·實(shí)現(xiàn)模式的選擇

    LNG冷能冷庫存利用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，都必須考慮到減少傳熱溫差、設(shè)置蓄冷裝置(如制冷儲(chǔ)蓄罐)，參考一此技術(shù)總結(jié)，也通常采用乙二醇水溶液作為蓄冷介質(zhì)，經(jīng)過無相蓄冷后，將其與載冷劑(冷庫采用液氨)進(jìn)行冷能傳遞和冷能循環(huán)利用，解決冷能的日夜蓄冷量、冷庫庫溫穩(wěn)定及冷能充分利用的問題。

    LNG的冷能在冷庫中幾乎可以無浪費(fèi)利用，不用制冷機(jī)械，但一般的冷庫只需維持-60⁰C～一50℃，對(duì)冷庫的要求算是較高了，而將-16⁰C以TLNG的冷能全部用于冷庫制冷是不必要的，對(duì)于LNG冷能應(yīng)采用綜合利用技術(shù)為宜出山’。因此，許多LNG冷能利用基本會(huì)考

慮分級(jí)利用和綜合利用的設(shè)計(jì)方案。

  2．系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)

  根據(jù)實(shí)現(xiàn)模式，考慮分級(jí)利用效果，以冷庫生產(chǎn)實(shí)際為基點(diǎn)，綜合冷庫的冷結(jié)產(chǎn)冰庫、保鮮庫和可用作辦公場(chǎng)氣低溫集中式空高系統(tǒng)冷源的需要，組合設(shè)計(jì)提出LNG氣化站冷能梯級(jí)利用后冷庫系統(tǒng)流程圖，還有冷能冷庫生產(chǎn)生活具體實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)工藝流程圖。       

3．設(shè)計(jì)方案及系統(tǒng)工藝說明

    (1)總體設(shè)計(jì)方案

    LNG冷能的利用，采取分級(jí)綜合利用，特別對(duì)大型的氣化站而言，更無可非議。不管LNG冷能前置用于何種項(xiàng)目，其蓄冷溫度只要保證在30~C左右就能夠作為冷庫和低溫集中式空調(diào)系統(tǒng)的冷源，保證冷庫凍結(jié)車間、冷藏保鮮車間及其配套生活辦公場(chǎng)的空調(diào)用≯‰所以，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，采取冷庫冷能系統(tǒng)和低溫集中空調(diào)系統(tǒng)綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)方案。

    (2)系統(tǒng)工藝原理

    如圖2所示，其系統(tǒng)工藝原理主要為：一是換熱器均采用板式換熱器，先由LNG和循環(huán)流動(dòng)的乙二醇水溶液在換熱器里進(jìn)行熱交換，經(jīng)無相蓄冷將冷能蓄存，需要冷量時(shí)，才將蓄冷池冷量釋放給用戶，解決LNG冷能白晝釋冷不均的問題；二是蓄能池的冷量同時(shí)用于冷庫冷能系統(tǒng)和低溫集中空調(diào)系統(tǒng)同時(shí)應(yīng)用，通過三通管及閥門來控制空調(diào)系統(tǒng)是否使用，因在冬季�；蚶錄龅募竟�(jié)中，完全可以不使用空調(diào)系統(tǒng)；三是蓄冷池的冷量通過換熱器和氨液進(jìn)行熱交換，再通過氨砂送到相關(guān)的用冷設(shè)備和冷排管道，實(shí)現(xiàn)冷凍冷藏溫度的效果，或結(jié)合空氣處理設(shè)備進(jìn)行風(fēng)的調(diào)溫處理。 

    (3)系統(tǒng)運(yùn)行模式    I

    設(shè)計(jì)的系統(tǒng)運(yùn)行模式，可有蓄冷循環(huán)、制冷循環(huán)、蓄冷制冷聯(lián)合循環(huán)等三種模式圈。由于本系統(tǒng)是基于冷庫冷能和低溫集中空調(diào)系統(tǒng)綜合利用方案進(jìn)行設(shè)譏而且，利用的冷源已是分級(jí)利用后的冷量，因此應(yīng)采用蓄冷制冷聯(lián)合循環(huán)的運(yùn)行模式為宜，避免冷量不足。

    四、結(jié)論

    隨著福建省沿海LNG項(xiàng)目的推進(jìn)，LNG氣化站將陸續(xù)建設(shè)，其冷能利用作為冷庫系統(tǒng)也將廣泛應(yīng)用�；�于LNG冷能分級(jí)和綜合利用的方案選擇，采用冷能系統(tǒng)和低溫集中空調(diào)系統(tǒng)聯(lián)合應(yīng)用設(shè)計(jì)，更具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用效果，既可以滿足大容量冷庫的用冷需要，同保證生產(chǎn)生活空調(diào)制冷的需要，實(shí)施LNG項(xiàng)目投資的經(jīng)濟(jì)

效益和社會(huì)效益雙收獲。

【參考文獻(xiàn)】

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    在第六屆中國能源戰(zhàn)略高層論壇上，中石油管道局經(jīng)理張英良表示，在未來10年間，中石油將規(guī)劃建設(shè)約4萬公里長度的油氣管道。其中，天然氣管道2.5萬公里以上，成品油管道1.1萬公里以上，年輸送能力將提高到9400N噸。

    中投顧問能源行業(yè)研究員周修杰指出，我國西部地區(qū)擁有大量油氣資源，但是由于有限的外輸能力，無法滿足東部地區(qū)的油氣消費(fèi)需求，這其中，管道運(yùn)輸能力低下成為了主要制約瓶頸。在國家確定實(shí)施新疆發(fā)展戰(zhàn)略以及西部大開發(fā)十周年之際，將西部地區(qū)的資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，就是要將西部的資源通過有效的途徑外輸。而管道運(yùn)輸將成為繼鐵路運(yùn)輸之外主要的運(yùn)輸方式。

    如此看來，我國西部乃至全國范圍內(nèi)的管道建設(shè)還將升溫，掀起一輪建設(shè)高潮。

    中投顧問發(fā)布的《2010-2015年中國管道運(yùn)輸行業(yè)投資分析及前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，到2009年，中國已建成原油管道1.7萬公里，成品油1.4萬公里，天然氣3.1萬公里。油氣管道總長超6萬公里，比2001年末4萬公里已增長了50％，中國已逐漸形成了西氣東輸、西油東調(diào)、北油南運(yùn)的跨區(qū)域油氣運(yùn)輸管網(wǎng)供應(yīng)格局。但是，這仍然不能滿足我國當(dāng)前能源運(yùn)輸?shù)男枰��?/DIV>