LNG氣化站冷能利用的冷庫系統設計

      近幾年來，我國對液化氣天然氣(LNG)作為能源的消費越來越重視，引進的LNG三大項目(廣東、福建、上海)項目進一步深化山。以福建為例，其LNG,總體項目包括LNG專用碼頭、LNG接收站和輸氣干線、LNG燃氣電只城市燃氣用戶等大型工程嘲。又如，臺灣臺塑集團位于龍海市龍池開發區的福欣特殊鋼項目熱軋生產線廠房主體工程開工建設，該項目僅一期工程投入生產后，年產72萬噸不銹鋼板卷，創產值250億元，使用天然氣量高峰小時約1.3萬Nm／h，因此項目的需要將在工業園內獨立投建LNG氣化站一座。另外，中國石油集團也考慮在南福建海岸(漳州地區內)投資大型的LNG接收站，目前正在項目可能性調研。而氣化站還行中LNG氣化過程所產生的冷能利用，具有非常重要的技術經濟及環保能源利用價值。近幾年，相關研究饑構和從事LNG冷能方面的專家，多數確定了利用LNG冷能發電、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，也提出進行分級使用，深冷用于低溫研磨、空氣分離，中冷用于制冰、建滑雪場、溜冰場，淺冷用于冷庫利用，將LNG冷能進梯級利用嘲。作為福建省沿海地區有利于漁業及果蔬冷凍保鮮發展，同時基于LNG氣化的氣化壓力較低，一般為O．6MPa的技術原因，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LNG氣化站冷能在冷庫系統設計中的利用進一步闡述。

    二、LNG氣化站冷能在冷庫利用測算

    在LNG接受站或氣化站中，液化天然氣溫度一般為-160⁰C以下，而經過低溫換熱氣化時，將釋放冷能，這是LNG氣化站冷能生成最為簡明的原理。以1個大氣壓、常溫氣態工況下的1噸釋放88干焦耳的能量計算，每噸LNG可利用的冷能折合電量約為250千瓦時嘲。

若LNG氣化站供氣規模為5921×104m³／a，氣化壓力為0·6MPa的氣化站日均氣化量萵16×10⁴m³／d，可計算該規模氣化站產生的冷量為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，如文獻倒的實例分析，通過技術經濟分析，可完全肯定了LNG冷能作為冷庫的冷源利用的經濟效益。

    三、利用LNG冷能的冷庫系統設計

    l·實現模式的選擇

    LNG冷能冷庫存利用的系統設計，都必須考慮到減少傳熱溫差、設置蓄冷裝置(如制冷儲蓄罐)，參考一此技術總結，也通常采用乙二醇水溶液作為蓄冷介質，經過無相蓄冷后，將其與載冷劑(冷庫采用液氨)進行冷能傳遞和冷能循環利用，解決冷能的日夜蓄冷量、冷庫庫溫穩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利用，不用制冷機械，但一般的冷庫只需維持-60⁰C～一50℃，對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，對于LNG冷能應采用綜合利用技術為宜出山’。因此，許多LNG冷能利用基本會考

慮分級利用和綜合利用的設計方案。

  2．系統工藝設計

  根據實現模式，考慮分級利用效果，以冷庫生產實際為基點，綜合冷庫的冷結產冰庫、保鮮庫和可用作辦公場氣低溫集中式空高系統冷源的需要，組合設計提出LNG氣化站冷能梯級利用后冷庫系統流程圖，還有冷能冷庫生產生活具體實現設計的系統工藝流程圖。       

3．設計方案及系統工藝說明

    (1)總體設計方案

    LNG冷能的利用，采取分級綜合利用，特別對大型的氣化站而言，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系統的冷源，保證冷庫凍結車間、冷藏保鮮車間及其配套生活辦公場的空調用≯‰所以，在系統設計上，采取冷庫冷能系統和低溫集中空調系統綜合應用設計方案。

    (2)系統工藝原理

    如圖2所示，其系統工藝原理主要為：一是換熱器均采用板式換熱器，先由LNG和循環流動的乙二醇水溶液在換熱器里進行熱交換，經無相蓄冷將冷能蓄存，需要冷量時，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用于冷庫冷能系統和低溫集中空調系統同時應用，通過三通管及閥門來控制空調系統是否使用，因在冬季�；蚶錄龅募竟澲�，完全可以不使用空調系統；三是蓄冷池的冷量通過換熱器和氨液進行熱交換，再通過氨砂送到相關的用冷設備和冷排管道，實現冷凍冷藏溫度的效果，或結合空氣處理設備進行風的調溫處理。 

    (3)系統運行模式    I

    設計的系統運行模式，可有蓄冷循環、制冷循環、蓄冷制冷聯合循環等三種模式圈。由于本系統是基于冷庫冷能和低溫集中空調系統綜合利用方案進行設譏而且，利用的冷源已是分級利用后的冷量，因此應采用蓄冷制冷聯合循環的運行模式為宜，避免冷量不足。

    四、結論

    隨著福建省沿海LNG項目的推進，LNG氣化站將陸續建設，其冷能利用作為冷庫系統也將廣泛應用�；�于LNG冷能分級和綜合利用的方案選擇，采用冷能系統和低溫集中空調系統聯合應用設計，更具有現實應用效果，既可以滿足大容量冷庫的用冷需要，同保證生產生活空調制冷的需要，實施LNG項目投資的經濟

效益和社會效益雙收獲。

【參考文獻】

    [1]焦琳，王恒，段常貴，等．LNG氣化站冷能利用方式的探討[J]．煤氣與熱力，2007，27(1)：21-23．

    [2]吳集迎，馬益民，陳仕清．LNG冷能用于冷庫的系統設計及分析[J]．集美大學學報(自然科學版)， 2010，15(1)．

    [3]高文學，趙白軍，項友謙，等．LNG接收站的冷能利用技術[A]沖國土木工程學會燃氣委員會應用專業委員會2007年年會論文集[C]，2007，173—182．

    [4]張樹龍，焦琳，李秀娟，等．利用LNG氣化站冷能的冷庫系統研究[J]．煤氣與熱力，2007，27(12)：15一lZ

    [5]李靜，李志紅，華賁．LNG冷能利用現狀及發展前景[J]．天然氣工業，2005，25(5)：103-105．【鏈接閱讀】西部開發，油氣管道建設搶先機

    在第六屆中國能源戰略高層論壇上，中石油管道局經理張英良表示，在未來10年間，中石油將規劃建設約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。

    中投顧問能源行業研究員周修杰指出，我國西部地區擁有大量油氣資源，但是由于有限的外輸能力，無法滿足東部地區的油氣消費需求，這其中，管道運輸能力低下成為了主要制約瓶頸。在國家確定實施新疆發展戰略以及西部大開發十周年之際，將西部地區的資源優勢轉化為經濟優勢，就是要將西部的資源通過有效的途徑外輸。而管道運輸將成為繼鐵路運輸之外主要的運輸方式。

    如此看來，我國西部乃至全國范圍內的管道建設還將升溫，掀起一輪建設高潮。

    中投顧問發布的《2010-2015年中國管道運輸行業投資分析及前景預測報告》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、北油南運的跨區域油氣運輸管網供應格局。但是，這仍然不能滿足我國當前能源運輸的需要。

    周修杰認為，隨著西部大開發進入第二個十年，開發進程必然提速。之前中石油、中石化等公司紛紛加大了西部地區油氣資源的勘探開采力度，宣稱要將油氣產量逐年提高。雖然各大石油公司在克拉瑪依、獨山子、蘭州、寧夏等地布局了大型煉化項目，但是當地的消費能力畢竟有限，大量的原油、成品油、天然氣還是要通過管道運輸出來。同時，從中東、中亞、俄羅斯等地進口的油氣資源也要經由西部地區輸送到東部、南部城市，這更加重了現有管道的負荷，需要建設二期、三期工程。

    同時，我國自1959年建成新疆克拉瑪依至獨山子輸油管道以來，有的管道已經運行-；40年以上，在用管道中約有60％E經超期服役20年。

    并且囿于當時科技水平，這些管道已經逐漸進入了事故高發期，需要被淘汰更換。

    在2010年4月27日召開的十一屆全國人大常委會第十四次會議上，審議了《中華人民共和國石油天然氣管道保護法(草案)》，該《草案》通過后，將對我國油氣管道建設起到法律規范和制度保障，促進我國的管道建設。