利用LNG冷能制冰項目研究及經濟性分析

王思文，周宇昊，鄭夢超

（1.華電電力科學研究院，浙江 杭 州310030；2.國家能源分布式能源技術研發（實驗）中心，浙江 杭 州310030）

1 引言

LNG是天然氣經低溫高壓液化處理而成－162℃的低溫液體混合物，LNG在氣化的過程中就會釋放出大量的冷能［1］。假設LNG接收每年進口1 500萬t LNG進行測算，LNG每年釋放的冷能折合電量約為36億k W·h［2］。目前LNG氣化工藝主要采用以海水為熱源將LNG冷能吸收后隨海水舍棄，此方法不僅造成了能源的極大浪費，還有可能對周邊海洋環境造成極大的破壞。

海南肩負著“全國冬季菜籃子基地”、“熱帶水果基地”、“漁業出口基地”、國內進出口肉類指定口岸等重任，島內在對這些產品冷凍，冰等冷能產品需求量大，因此充分利用LNG冷能服務海南省發展具有重大意義。

2 LNG冷能利用方式

LNG冷能利用按冷能利用的過程主要分為直接利用和間接利用兩種方式。

2.1 直接利用

直接利用LNG冷能的方式包括低溫發電、空氣分離、輕烴回收、液態乙烯儲存、冷凍倉庫、二氧化碳的液化及干冰的制造、冷凍法海水淡化、汽車冷藏及空調、空調制冷、蓄冷、人造滑雪場、LNG的再液化、丁基橡膠的生產、低溫儲糧、低溫栽培等［3］。

2.2 間接利用

間接利用LNG冷能的方式就是使用直接利用LNG冷能進行空氣分離后得到的液氮、液氧、液氬來粉碎回收橡膠、污水處理和造紙漂白、冷凍干燥、速凍食品、醫療手術、冷凍干燥、低溫美容、土木凍結施工法、低溫生物工程等［4］。

結合海南省實際發展需求及項目建設可行性，初步考慮將LNG冷能用于制冰。

3 制冰工藝流程

由LNG熱交換器來的制冷劑，儲存在低溫冷媒罐中，需要時開啟冷媒泵，在泵的作用下，冷媒經流量控制裝置進入蒸發器（蛇管），換熱后為氣液混合物，溫度－20℃，經氣液分離器，分離的氣體回LNG換熱器和LNG進行熱交換，變成低溫液體，分離的液體直接回儲液罐以提高系統的效率（圖1）。

圖1 LNG冷能冷庫原理

本工藝特點是：技術成熟可靠，但冷媒采用丁烷容易產生爆炸危險，采用冷媒R22容易產生環境污染，系統采用多級換熱，導致系統制冰效率低［5］。

4 項目投資及經濟性分析

根據海南實際發展需求及LNG每天氣化量情況，制冰站生產能力初步定為1 200 t／d，項目投資明細見表1。

冰的銷售價格為150元／t，項目經濟性分析見表2。

5 項目效益分析

假設LNG冷能制取的冰全部用于海南冷藏、冷鏈

表1 制冰室及蓄冰室投資明細

表2 項目整體經濟性分析

物流產業鏈等區域，項目產生的價值見下。制冰站年生產36萬t冰，年節約1 800萬k W·h電量，年節約電費1 260萬元，年節約標煤5 778 t，減排14 194t CO2，可減少排放144 t SO2，可減少排放60 t煙塵，可減少排放124 t NOx。解決了傳統海水浴工藝中LNG氣化冷能釋放到海洋，污染海洋生態環境的難題。

6 結語

將LNG冷能利用與海南省冷能需求保障結合研究，規劃和建設海南農產品冷鏈產業園區，打造海南生鮮冷藏食品進出和交易的集散地，對海南搶抓“一帶一路”戰略機遇、絳化海南國際旅游島，對外開放、發展熱帶高效農業、建設“資源節約型”、“環境友好型”經濟社會均有深遠意義。

［1］顧安忠，魯雪生.天然氣液化技術［M］.北京：機械工業出版社，2003：42～44.

［2］王 坤，魯雪生，顧安忠.液化天然氣冷能利用發電技術淺析［J］.低溫工程，2005（1）：53～58.

［3］華 賁.大型LNG接收站冷能的綜合利用［J］.天然氣工業，2008，28（3）：10～15.

［4］朱 剛，顧安忠.液化天然氣冷能的利用［J］.能源工程，1999，11（3）：1～2.

［5］徐雪琴.我國R22逐步禁用和替代物的現狀與進展［J］.制冷技術，2004（4）：12～15.