能源局将大力发展液化天然气冷能利用
一、LNG冷能利用基本情况
LNG是在常压、零下约160℃状态下的液态天然气,用于燃料或化工原料之前,需要利用体媒热交换把它气化为常温气体。LNG气化过程中,其释放的冷能可采用直接或间接的方法加以利用。LNG直接利用有冷能发电、液化分离空气(液氧、液氮)、冷冻仓库、液化碳酸、干冰、空调等;间接利用有冷冻食品,低温粉碎废弃物处理,冻结保存,低温医疗,食品保存等。
二、LNG项目冷能利用领域
日本LNG冷能利用进行得比较早。目前,日本有26台独立冷能利用设备,其中7台空气分离装置,其处理能力为1-2万标准立方米/小时·台;其中3台制干冰装置,能力为每天100吨/日·台;1座深度冷冻仓库,容量为3.3万吨;15台低温循环独立发电装置,单台容量达到数千千瓦级。
(一)LNG冷能发电
LNG冷能在发电方面的利用,是许多LNG接收站研究的课题。根据天然气的送出条件可选用燃机方式或直接膨胀方式。
LNG冷能燃机利用方式,是根据环境温度、空气密度的变化,利用LNG气化释放的冷能,增加燃汽轮机组的出力和效率。
LNG冷能直接膨胀利用方式,通常是以LNG经过加工、气化、热交换后,进入透平机直接膨胀作功,驱动发电机组发电。
(二)LNG冷能冷冻食品及仓库
在LNG接收站的旁边建低温冷库,可以利用LNG的冷能冷冻食品。日本LNG接收站附近所建低温冷库用来冷冻金枪鱼和其它食品。这种方式与传统低温冷库相比,具有占地少、投资省、温度梯度分明、维护方便等优点。目前在日本已实现商业化应用。
(三)LNG冷能低温干燥与粉碎
LNG冷能可用于低温干燥,主要应用于医药和食品行业。LNG冷能还可用于低温粉碎,如废轮胎、废橡胶及废塑料等制品,在常温下很难将其粉碎。但是在低温状态下,可以粉碎成细橡胶粉,实现资源的综合利用。在日本粉碎厂的能力可达到7000吨/年。
(四)LNG冷能液化二氧化碳
液态二氧化碳广泛地被应用在焊接、消防、冷冻食品、软饮料等方面,利用LNG冷能生产液化二氧化碳,工艺流程与制冷设备简单,可在较低压力下操作。日本泉北LNG接收站旁的液化二氧化碳厂,其建设投资节省10%,运行省电50%,生产能力为3.3吨/年。
(五)LNG冷能分离空气
利用LNG冷能进行空气分离,可以生产液氮、液氧和液氩。利用LNG进行预冷,可减小压缩机尺寸,省去透平机,降低能耗和投资费用。日本利用LNG冷能的空气液化厂,建设投资大大低于传统空气液化厂,运行耗电降低50%,耗水降低70%。
LNG冷能除上述应用外,LNG气化中释放的冷能还可以用作集中空调的冷源,有些LNG接收站正在做这方面的研究和实践工作。
三、我国LNG项目冷能综合利用
(一)我国LNG冷能利用的测算
制造1吨LNG耗电约380千瓦时,液化后天然气温度为零下160℃,在经低温换热重新气化的过程中,按1个大压、常温气态工况下1吨释放88千焦耳的能量计算,每吨LNG可利用的冷能折合电量约为250千瓦时。据此推算,一座300万吨/年的LNG接收站,每年可利用的冷能约为7.5亿千瓦时,相当于15万千瓦装机的年发电量。根据我国LNG发展规划,2015年LNG进口将达到552亿立方米即相当于4200万吨,每年可利用的冷能约为105亿千瓦时,相当于210万千瓦装机的年发电量。即使考虑接收站工艺自耗及热交换工作效率,可外供的LNG冷能还是相当可观的。
(二)我国LNG冷能利用尚处于研究阶段
1998年10月,国务院决定在广东进行LNG试点;同时,LNG冷能利用问题也引起我委和有关专家的关注。在立项阶段,我委提出要特别重视LNG接收站的冷排放和冷能的综合利用问题,并委托中咨公司和有关专家对LNG项目冷能应用问题进行了专题研究。我委提出,要特别重视LNG接收站冷排问题。可行性研究阶段要进一步研究冷排放对周围海域的环境影响及防范措施,避免影响海洋生物正常繁殖和生长。同时,还应重视冷能在其它方面如冷冻食品、低温粉碎、低温医疗、制液氦、液氧、制干冰等方面的综合利用,具体在可研阶段结合国外工程经验深入研究论证。
由于燃气轮机利用LNG冷能在提高效率、降低成本、保护环境等方面具有的显著效益,广东LNG一期工程的项目业主大鹏公司积极跟踪国际冷能利用动态,并拟结合国际冷能利用技术,提出具体综合利用方案,率先进行LNG项目冷能综合利用试点.
将组织有关单位认真研究LNG冷能综合利用方案并结合LNG发展专项规划,把LNG项目建设与LNG冷能综合利用有机结合起来,促进能源循环利用,推进节约型社会建设。