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LNG汽车燃料罐绝热结构设计

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更新时间: 2021年02月18日
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LNG冷能回收及综合利用技术 李兆慈 中国石油大学(北京)LNG教育与技术研究所 2006年9月24日 北京 备注:1 液化天然气(liquefied natural gas,简称LNG) 将天然气经过脱水、脱酸、去除重烃后降温液化成低温液体(常压下饱和温度约为-162℃),主要成分为甲烷。 密度约为426kg/m3 体积约为标准状态下的1/620 备注:2 使用时,LNG需重新转化为常温气体,温度由-162℃复温至常温,大量的可用冷能释放出来,其值大约是837kJ/kg LNG。 1吨LNG经换热重新气化在理论上可利用的冷量约为250kW.h。对于一座年接收能力为300万吨LNG的接收终端,年可利用冷能达7.5亿kW.h。 LNG冷能 备注:3 数据来源:规划总院 在建LNG接收站 地下储气库 已建管线 规划LNG接收站 中国LNG接收终端规划分布图 备注:4 如何合理利用这些制冷量是一个影响经济效益 的重要问题。 大型LNG接收终端在LNG气化时若不采取冷能 回收措施,则需要通过大量的海水进行热交换, 低温海水向海中排放,还会影响到局部海域的 生态平衡,造成冷污染。 利用LNG冷能的方法可分为直接利用和间接利用 备注:5 LNG冷量利用场合 备注:6 1、LNG轻烃回收 调整热值 冷量利用 提高经济效益 备注:7 图1 利用LNG冷量进行轻烃回收流程简图 备注:8 2、低温联合发电 低温联合发电是目前LNG冷能回收利用的重要方式,技术较为成熟。 天然气直接膨胀发电 朗肯循环发电 LNG燃气轮机冷量综合利用发电 备注:9 天然气直接膨胀发电 循环过程简单,所需设备少。 LN G的低温冷能没有充分利用 1吨LN G的发电量约为20 kW·h 左右 备注:10 低温朗肯循环发电装置流程图 1—涡轮机 2—减速器 3—发电机 4—天然气加热器 5—丙烷蒸发器 6—丙烷泵 7—LNG蒸发器 朗肯循环发电 备注:11 组合循环发电 备注:12 LNG燃气轮机冷量综合利用发电系统 备注:13 3、液化空气及干冰生产 空分工厂在制造液氮、液氧和液氩时,通常低温环境 由电力驱动的机械制冷产生,液化1m3空气大约需要 1766kJ的冷能,产生这些冷能需要大量的电力。 空分装置中利用LNG冷能是技术上最合理的方式 利用LNG汽化时提供的冷能来冷却空气,不但使所需 能耗大幅度降低,而且使空分系统的流程简化, 设备减少。 备注:14 空气液化装置流程图 1—过滤器;2—压缩机;3—净化器;4、10—换热器;5—主精馏塔;6—氩净化器;7—氢罐;8—氩塔;9—循环氮压缩机;11—天然气加热器;12—液氩贮槽;13—液氮贮槽;14—液氧贮槽。 与普通的生产工艺比较,电力消耗可节省50%以上,冷却水的节约量超过70%。 备注:15 利用LNG的冷能,很容易获得冷却和液化CO2所需要的低温。与传统的CO2液化工艺相比,制冷设备的负荷大为减少,电耗也降为原来的30%~40%。 备注:16 4、LNG汽车冷能回收 4.1 LNG冷藏运输车冷能回收 图5 LNG冷能回收用于汽车冷藏车示意图 1-气体发动机;2-加热器;3-控制阀;4-LNG储液罐;5-冷冻货物;6-热交换器 备注:17 4.2 LNG汽车空调 小轿车 公交车 重型卡车 关键技术:大温差换热、供冷调节 备注:18 备注:19 5、其他LNG冷能回收方式 区域冷、热、电联供 低温冷库与食品冷冻 蓄冷 低温破碎与粉碎 备注:20 6、结论 LNG中蕴藏着大量的冷能,通过特定的工艺与装置,可将LNG的冷量有效进行回收,合理地应用于空分、发电、制造干冰、低温冷库、汽车冷藏、汽车空调等生产、生活的各个领域,可以节约大量的电力资源。 我国深圳大鹏LNG接收终端站已经投产,“冰雪大世界” 项目拟LNG利用该站的冷能。福建LNG接收终端冷能利用也在计划中。随着LN G工业在我国的发展,LNG中所蕴藏的冷能也越来越引起人们的重视,发展我国LNG冷能利用将具有广阔的市场前景。 备注:21 敬请批评指正! 谢谢 备注:22 备注:23
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