液化天然氣冷能利用發(fā)電技術(shù)淺析

梁應(yīng)乾（昆山市利通天然氣有限公司，江蘇 昆山 215300）

液化天然氣冷能利用發(fā)電技術(shù)淺析

梁應(yīng)乾
（昆山市利通天然氣有限公司，江蘇 昆山 215300）

天然氣作為一種污染少而利用價值高的燃料，在國際社會中受到了較大的關(guān)注，對其使用方法的研究也從不同的角度深入。在天然氣開發(fā)過程中，需要進(jìn)行一定的除雜質(zhì)過程，然后進(jìn)行液化處理運(yùn)輸?shù)取Ｔ谑褂弥校夯烊粴獾膱鑫幕^程會伴隨有較大的能量釋放，對于其冷能利用及發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上提高了其利用的效率。

液化天然氣；冷能利用；發(fā)電技術(shù)

一、液化天然氣冷能利用發(fā)電技術(shù)的基本原理

天然氣作為一種清潔能源，其燃燒效率相對較高，并且熱能值也較高，對于環(huán)境的污染較少，是世界上使用較多的一種能源。天然氣運(yùn)輸?shù)倪^程中，要經(jīng)過液化處理，而使用時要再進(jìn)行常溫化，在這一過程中會有大量的冷能釋放，對其收集和利用能夠有效的提高其使用的效率，也有效的降低能量消耗，從而保證經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的實(shí)現(xiàn)。將液化天然氣所蘊(yùn)含的冷能應(yīng)用于發(fā)電，能夠有效的提高其整體的利用效率，也能夠在很大程度上保證電力供應(yīng)的有效性。

對于液化天然氣冷能的利用主要是對其和環(huán)境的溫度差以及壓力差等的應(yīng)用，將其從液化轉(zhuǎn)向氣化的冷能量予以收集和利用。通過對液化天然氣所蘊(yùn)藏的冷能的分析，通過技術(shù)手段的應(yīng)用來提高其回收率并且提高其利用的效率，對于社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的意義。天然液化氣冷能利用發(fā)電技術(shù)，是對其能量的一種數(shù)量上的計算和分析，通過數(shù)字來揭示和展示其內(nèi)部能量的量與質(zhì)，并且結(jié)合熱力學(xué)等相關(guān)原理有效減少能量的損耗，實(shí)現(xiàn)對冷能的合理利用。此外，天然氣液化的過程是一個高能耗的過程，對于其裝置以及冷能利用的裝置等都提出了一定的要求，這都會對能量的處理和利用產(chǎn)生直接的影響。在天然氣運(yùn)輸設(shè)備分析的基礎(chǔ)上，能夠通過多種技術(shù)的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)其冷能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，提高其利用的整體水平。

二、液化天然氣冷能利用發(fā)電技術(shù)種類

液化天然氣冷能利用發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，是在冷能回收的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的一種動力循環(huán)發(fā)電。實(shí)踐中，較為成熟的技術(shù)主要有直接膨脹法、二次媒介法等。直接膨脹法是在液化天然氣冷能利用中較為常見的一種方式，它貫穿于天然氣液化以及常溫化的過程中，通過膨脹的方式實(shí)現(xiàn)對外做工。這一方式的應(yīng)用的過程是比較簡單的，對于設(shè)備的需求也相對較少。但是其缺點(diǎn)在于未能充分利用液化天然氣所釋放出的冷能，其發(fā)電的效率也相對較差，單獨(dú)應(yīng)用的效果是比較差的。二次媒體法是冷能利用發(fā)電的另一重要方法，它是把液化天然氣作為一種冷凝液，然后在利用冷凝器，將冷能進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化，充分利用其與環(huán)境的溫差，提高其做工的效率。這種方法應(yīng)用時，所選擇的工作媒體不同，對于冷能利用的效率會產(chǎn)生不同的影響。為了更好的提高冷能利用發(fā)電的功率，混合媒體的應(yīng)用來提高冷能收集和利用的效率是一種最佳的選擇。在冷能利用發(fā)電中，聯(lián)合法以及氣體動力循環(huán)法是另外兩種較為常見的方式，前者是將直接膨脹法和二次媒體法予以綜合應(yīng)用，從而將膨脹做工與動力循環(huán)相結(jié)合，從而提高冷能的利用率；后者是通過透平發(fā)電系統(tǒng)綜合應(yīng)用壓縮機(jī)、氮?dú)馔钙降仍O(shè)備來提高冷能收集利用的效率，同時增加熱能的輸出，提高發(fā)電的功率。

隨著技術(shù)的發(fā)展，為了更好的實(shí)現(xiàn)液化天然氣冷能的利用，發(fā)電技術(shù)也有利較大的發(fā)展和進(jìn)步。當(dāng)前低溫半導(dǎo)體發(fā)電技術(shù)是對天然氣冷能利用的一種發(fā)展，它是在半導(dǎo)體材料熱點(diǎn)性的基礎(chǔ)上，對換熱器等進(jìn)行改進(jìn)，使其材質(zhì)能夠產(chǎn)生更好的發(fā)熱和發(fā)電效果，并且采取必要的密封措施，在發(fā)電過程中，通過噴淋等形式來實(shí)現(xiàn)溫差的傳遞，提高發(fā)電的整體效果。在發(fā)電技術(shù)應(yīng)用中，溫差是冷能利用中較為常見的方式，它是綜合利用溫差發(fā)電聯(lián)合動力裝置來提高液化天然氣釋放的冷能，并且通過溫度的變化來增加透平機(jī)的功率輸出，實(shí)現(xiàn)動力的循環(huán)利用，從而提高發(fā)電的整體功率。將液化天然氣冷能應(yīng)用于光伏技術(shù)結(jié)合，是當(dāng)前發(fā)電技術(shù)的一個發(fā)展方向。為了滿足發(fā)電的需求，對太陽電池進(jìn)行一定的處理，使其能夠與低溫液化天然氣之間實(shí)現(xiàn)一種熱量和能量的轉(zhuǎn)化，綜合利用溫差的轉(zhuǎn)化以及天陽電池的作用將能量轉(zhuǎn)化為電能，以提高發(fā)電的功率。聯(lián)合系統(tǒng)發(fā)電是在液化天然氣冷能利用的基礎(chǔ)上，將燃料電池和動力循環(huán)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，使冷能回收利用的效率相對提升，并且有效的將其轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)一種能量上的梯級利用。這種系統(tǒng)的綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了天然氣冷能的利用，也能夠有效的提高能量轉(zhuǎn)化的整體效率，實(shí)現(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)綜合性能的提升。此外，集成優(yōu)化也是天然氣冷能發(fā)電的一種技術(shù)發(fā)展方向。該種技術(shù)是將直接膨脹、動力循環(huán)以及冰水系統(tǒng)三者有機(jī)結(jié)合，通過冷水系統(tǒng)的應(yīng)用來提高冷能回收率，有效減少海水等媒介的使用，使其能耗相對減少，并且對于低溫余熱有效的回收，從而提高發(fā)電的效率。此外，還有一些對發(fā)電系統(tǒng)和發(fā)電設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)的方法，其最終的目的都是對冷能進(jìn)行更好的收集利用，以提高其發(fā)電的整體功率，減少對環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益的統(tǒng)一。對于設(shè)備的改進(jìn)和完善，是從系統(tǒng)整體的角度出發(fā)，不斷完善冷能回收裝置的同時，也對發(fā)電設(shè)備予以改進(jìn)和完善，在此基礎(chǔ)上綜合應(yīng)用冷能利用技術(shù)的新發(fā)現(xiàn)，能夠有效的提高冷能利用效率，也實(shí)現(xiàn)發(fā)電功率的提升。

結(jié)語

液化天然氣中蘊(yùn)含著豐富的能量，在其運(yùn)輸和使用的過程中，會有大量的冷能釋放，對于該種冷能的綜合利用成為關(guān)注的重點(diǎn)。如何提高該種冷能的收集率，實(shí)現(xiàn)能量的有效轉(zhuǎn)化和利用，將該種能量轉(zhuǎn)化為熱能以滿足人們的生活需求。冷能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上實(shí)現(xiàn)了對冷能的回收利用，能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。但是液化天然氣冷能利用發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步對于冷能利用整體效率的提升有著重要的影響。在實(shí)踐中，隨著技術(shù)的發(fā)展，有了發(fā)電技術(shù)的新發(fā)展，通過冷能回收利用系統(tǒng)的改進(jìn)和完善，減少能量的損耗，并且綜合利用新型材料等來提高冷能的回收效率，通過內(nèi)部的動力循環(huán)及其太陽能技術(shù)的應(yīng)用將其更多的轉(zhuǎn)化為電能，從而整體上提高發(fā)電的功率，實(shí)現(xiàn)冷能利用的綜合效益。

[1]王坤，魯雪生，顧安忠.液化天然氣冷能利用發(fā)電技術(shù)淺析[J].低溫工程，2005 （01）.

[2]賀紅明，林文.基于LNG冷能的發(fā)電技術(shù)[J].低溫與超導(dǎo)，2006（06）.

[3]李杰，任建國. LNG冷能發(fā)電技術(shù)的初步研究[J].科技信息，2010（09）.

[4]夏永強(qiáng)，高為.張磊.基于液化天然氣接收站的冷能發(fā)電簡析[J].化學(xué)工業(yè)，2013（11）.

[5]陳利瓊，許培林，孫磊，董文浩，馬凱.LNG冷能發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀分析[J].天然氣與石油，2013（06）.

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