CN101344354A - 一种lng冷能利用新方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LNG冷能利用新方法，该方法主要有以下几步：步骤1、再液化，将闪发的LNG蒸汽通过再液化装置进行再液化；步骤2、蓄能，将LNG储液装置中的LNG与蓄能材料进行热量交换，并将释放的冷能储存于蓄冷装置中；步骤3、释能，将蓄能材料溶解释放冷能，再传递给末端用冷装置；步骤4、优化，可将部分LNG直接气化产生冷能提供给末端用冷装置。本发明所需系统结构简单，操作方便而且对LNG冷能利用率高、经济效益高。

Description

一种LNG冷能利用新方法

技术领域

本发明涉及一种能源的使用方法，特别涉及一种LNG冷能利用新方法。

背景技术

21世纪，在人类迎来科技、经济蓬勃发展的同时也面临着环境恶化、城市人口膨胀等各种问题的威胁，而能源短缺也是一个不容忽略的方面。为了优化能源消费结构，改善生态环境，实现可持续发展战略，天然气作为一种洁净环保、优质高效的能源燃料被世界各国广泛利用，它的需求量也日益增加。天然气是当今世界能源消耗中的重要组成部分，其与煤炭、石油并称为世界能源的三大支柱。

液化天然气指在常压或略高于常压下利用低温(-162℃)液化了的天然气，简称LNG。LNG是气田开采出来的天然气经过脱水、脱酸性气体和重烃类，然后压缩、膨胀、液化而成的低温液体。纯净的LNG是无色、无味、无毒和透明的液体，LNG比水轻，不溶于水。LNG蒸汽温度高于-110℃，比空气轻，货物泄漏时蒸汽往上升，易于扩散，因此发生爆炸的危险性相对LPG较轻。

LNG化学性质稳定，与空气、水及其他液化气货品在化学上相容，不会起危险反应(与氯可能有危险反应)。由于LNG的临界温度远低于环境温度，所以只能采用全冷冻的条件运输和贮存。

LNG工业链是非常庞大的，主要包括天然气液化、储存、运输、接收终端、气化站等。当低温LNG气化时会放出的大量冷能，LNG冷能值大约是837kJ/kg，对这部分冷能的合理回收利用是LNG作为能源消耗的一个重要节能问题，同时也是影响经济效益的重要问题。

LNG蓄冷主要利用LNG气化时富裕的冷能贮存起来，根据需气化的LNG气体的能，供冷主要集中在晚上，白天将充裕的冷能储存起来。由于LNG温度在-162℃左右，且单位冷能值极大，可运用到深冷领域。相变物质的选择是LNG蓄冷装置研究的关键，要充分考虑相变物质的熔点、沸点及安全性问题。而冰蓄冷主要是利用夜间的谷价电运行制冷机组将冷能储存于蓄冷装置中供白天冷能利用设备。冰蓄冷将白天的电力峰负荷转移到晚上，而冷能供给主要集中在白天，冷能利用在中高温范围内。

LNG主要用于发电和城市燃气，LNG的气化负荷随时间和季节变化发生波动。对天然气的需求是白天和冬季多，所以LNG气化所提供的冷能也多。反之，在夜晚和夏季，可以利用的LNG冷能也随之减少。LNG冷能能大小的波动，将会对冷能利用设备的运行产生不良影响，必须予以重视。目前我们国内对LNG冷能的利用还没有比较完善的方法，一些方法还不能够充分的利用LNG气化时所提供的冷能，而且运行时所需系统部件繁多，操作和维修复杂不方便，则浪费了很多的冷能，从而不能够产生很好的经济效益。

发明内容

本发明的目的在于针对上面所述的LNG冷能利用时所出现的操作繁琐，利用不充分等问题而提供一种经济效益高、利用率高、操作简单的LNG冷能的利用新方法。

为了达到所述目的，本发明提供的一种LNG冷能利用新方法，其主要是利用蓄能材料的潜热存储LNG冷能。其原理如下：白天和冬季时LNG冷能充裕时，当LNG气化时利用蓄能材料吸收并储存其富裕的冷能；夜间和夏季时LNG冷能供应不足时，可以利用的LNG冷能也随之减少，此时可利用蓄能材料释放白天储存的冷能，供给冷能利用设备。

根据上述原理本发明的方法主要有以下几步：

步骤1：再液化，将闪发的LNG蒸汽通过再液化装置进行再液化，液化后的LNG再储存于LNG储液装置中，从而提高LNG储液装置的安全性和LNG的利用率；

步骤2：蓄能，将LNG储液装置中的LNG与蓄冷装置中的蓄能材料进行热量交换，将LNG气化时释放的冷能储存于蓄冷装置中，同时将气化的LNG输出供做它用；

步骤3：释能，需要使用冷能时通过蓄能材料溶解释放冷能，再利用载冷剂将冷能传递给末端用冷装置；

步骤4：优化，在需大量冷能的场合，可将部分LNG直接气化产生冷能提供给末端用冷装置，其蒸汽通过液化装置回收。

本方法中，其再液化装置中利用膨胀机的绝热膨胀降低LNG的温度使其液化，以此作为液化流程的冷源。

在本方法中，其蓄能材料采用相变材料，相变材料潜热大，可以储存更多的冷能。

本方法可根据各个用户所需温度的不同，对LNG冷能可进行梯级利用：若用户需要低温，则只需将储存LNG冷能的蓄能材料与一级载冷剂进行热量交换；如果用户需要较高的温度，则可以在此基础上利用换热装置进行二级、三级热量交换；依次类推，可进行多级利用。

其中换热装置为板式换热器。

本发明有益效果：

(1)利用率高、经济效益高。在利用LNG液化天然气的同时，还能有效的回收利用LNG冷能进行蓄冷，并通过载冷剂给用户末端输送冷能，大大的提高的LNG冷能的利用率，从而提高了其经济效益。

(2)结构简单，操作方便。整个系统装置运行部件少，运行及维护简便。

(3)本方法中运用了相变材料对LNG冷能进行蓄能，相变材料的相变潜热大，可以储存更多的冷能。

(4)适用面广。本方法对LNG冷能的利用能够满足对不同温度的需求，可方便得到所需温度。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明LNG冷能利用的原理图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

该方法主要由再液化、蓄能、释能和优化四步组成。此例所需温度较高，为二级冷能利用方法。此方法的具体流程如下：

首先由于LNG储液罐中的充排管从LNG储液罐的顶部或底部引入储液槽，从而输送LNG液体进入LNG储液罐2中，这样可起到防止工作过程中因温度变化和液体压力对储液罐产生不良影响的作用，同时将部分LNG的闪发气体输送到再液化装置1，其利用膨胀机的绝热膨胀降低LNG的温度将LNG的闪化气体进行再液化处理，从而提高LNG储液罐2的安全性和LNG的利用率，将液化后的液体再储存在LNG储液罐2中。储存于LNG储液罐2内的LNG液体通过液货供管网输送到相变蓄冷装置3与其相变材料进行热交换，将LNG气化时释放的冷能储存在相变蓄冷装置3中，同时将气化的LNG经输气稳压装置4再通过气货供管网输出供做它用。

白天，LNG冷能充足时，相变材料对其冷能进行储存。夜间，LNG冷能不足时，相变材料释放冷能，主要是将储存于相变蓄冷装置3中的冷能传递给一级载冷剂，一级载冷剂再与二级载冷剂通过板式换热器5进行热交换得到所需的冷能，最后把冷能供给到末端用冷装置6，从而完成了二级冷能的利用。

各个用户可根据所需温度的不同，对LNG冷能可进行梯级利用。如果用户需要低温，则只需将储存LNG冷能的相变材料与一级载冷剂进行热量交换；如果用户需要较高的温度，则可以在此基础上进行二级、三级热量交换；依次类推，可进行多级利用。

在白天需大量冷能的场合，可将部分LNG直接气化产生冷能提供给末端用冷装置6，其蒸汽通过液化装置1回收，提高了LNG冷能的利用率。

以上是本发明的实施方式之一，对于本领域内的一般技术人员，不花费创造性的劳动，在上述实施例的基础上可以做多种变化，同样能够实现本发明的目的。但是，这种变化显然应该在本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (5)

1、一种LNG冷能利用新方法，该方法主要有以下几步：

(1)再液化，将闪发的LNG蒸汽通过再液化装置进行再液化，液化后的LNG再储存于LNG储液装置中；

(2)蓄能，将LNG储液装置中的LNG与蓄冷装置中的蓄能材料进行热量交换，将LNG气化时释放的冷能储存于蓄冷装置中，同时将气化的LNG输出供做它用；

(3)释能，需要使用冷能时通过蓄能材料溶解释放冷能，再利用载冷剂将冷能传递给末端用冷装置；

(4)优化，在需大量冷能的场合，可将部分LNG直接气化产生冷能提供给末端用冷装置，其蒸汽通过液化装置回收。

2、根据权利要求1所述的一种LNG冷能利用新方法，其所述的再液化装置中采用可绝热膨胀的膨胀机。

3、根据权利要求1所述的一种LNG冷能利用新方法，其所述的蓄能材料采用潜热大的相变材料。

4、根据权利要求1所述的一种LNG冷能利用新方法，其所述的载冷剂通过换热装置进行热量交换。

5、根据权利要求4所述的一种LNG冷能利用新方法，其所述的换热装置为板式换热器。

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