[發(fā)明專利]一種液化天然氣冷能的能量梯級綜合利用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210445451.7
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN102967099A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊永強
• 申請（專利權(quán)）人: 暨南大學(xué)
• 主分類號: F25D3/10
• 分類號: F25D3/10;F24F5/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;陳燕嫻

1.一種液化天然氣冷能的能量梯級綜合利用方法，其特征在于包括以下步驟：

首先是運用朗肯循環(huán)發(fā)電將深冷部分的LNG冷能轉(zhuǎn)換為電能；然后利用冷媒將中冷部分的LNG冷能回收用于冷庫庫房供冷，同時，通過控制朗肯循環(huán)發(fā)電過程中發(fā)電工質(zhì)的汽化壓力，使液體發(fā)電工質(zhì)汽化釋放出來的冷能與冷庫庫房所需冷能的溫度匹配，將發(fā)電工質(zhì)高壓汽化釋放的冷能作為冷庫庫房供冷的冷源；接著，將淺冷部分的LNG冷能回收作為冷庫廠區(qū)空調(diào)系統(tǒng)的冷源，向冷庫產(chǎn)品加工車間、辦公建筑和倉儲庫房供冷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液化天然氣冷能的能量梯級綜合利用方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）發(fā)電工質(zhì)吸收液化天然氣冷能液化

將常壓的液化天然氣加壓至7-10MPa，成為高壓LNG，溫度為-156～-145℃；高壓LNG在發(fā)電工質(zhì)冷凝器中與發(fā)電工質(zhì)蒸汽換熱，發(fā)電工質(zhì)吸收LNG的冷能后全部液化；

（2）朗肯循環(huán)發(fā)電

液化后的發(fā)電工質(zhì)經(jīng)工質(zhì)泵增壓后，進入冷媒冷凝器中與冷庫冷媒換熱，發(fā)電工質(zhì)等壓汽化釋放出冷能后，再利用低溫?zé)嵩磳⑵浼訜嶂?0℃以上，然后進入透平膨脹機中膨脹做功，并帶動發(fā)電機組發(fā)電；膨脹后的發(fā)電工質(zhì)蒸汽重新回到工質(zhì)冷凝器中與LNG換熱；

（3）發(fā)電工質(zhì)汽化供冷

在冷媒冷凝器中吸收了發(fā)電工質(zhì)冷能的冷庫冷媒通過冷媒泵被輸送到冷庫庫房；在庫房內(nèi)，液體冷媒等壓汽化，釋放出來的冷能用于庫房產(chǎn)品的冷凍、冷藏；

（4）液化天然氣冷能供冷

在步驟（1）中與發(fā)電工質(zhì)換熱后的LNG全部汽化為天然氣，溫度升高；按照露點從低到高，利用多股不同壓力的冷庫冷媒依次與低溫天然氣換熱；冷庫冷媒吸收冷能后全部液化，再通過冷媒泵輸送到相應(yīng)的冷庫庫房進行蒸發(fā)供冷；冷庫冷媒的蒸發(fā)壓力通過調(diào)節(jié)冷庫冷媒泵的輸送壓力來控制，使進入不同庫房的冷媒的蒸發(fā)溫度與庫房的需求一致；

（5）利用液化天然氣冷能向冷庫廠區(qū)空調(diào)供冷

步驟（4）中低溫天然氣與冷庫冷媒換熱后，溫度升高至-30~0℃，從供冷建筑返回的空調(diào)冷凍水與低溫天然氣換熱，空調(diào)冷凍水回收低溫天然氣的冷能后溫度降低至3~7℃，然后通過冷凍水泵輸送到冷庫廠區(qū)內(nèi)的加工車間、辦公建筑和倉儲庫房，用于建筑物的空調(diào)供冷；供冷后，冷凍水回水溫度升高至12~20℃，然后再返回到天然氣/冷凍水換熱器中與低溫天然氣換熱，形成空調(diào)供冷循環(huán)；

在步驟（3）中，發(fā)電工質(zhì)的汽化溫度是通過調(diào)節(jié)工質(zhì)泵的輸出壓力來控制，冷媒在庫房的蒸發(fā)溫度是通過控制冷媒泵的輸出壓力來調(diào)節(jié)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液化天然氣冷能的能量梯級綜合利用方法，其特征在于：

步驟（2）所述的朗肯循環(huán)是一個或兩個；

當(dāng)朗肯循環(huán)是一個時，選擇溫度較低、冷能需求最大的庫房與朗肯循環(huán)進行集成；

當(dāng)朗肯循環(huán)是兩個時，選擇溫度較低、冷能需求較大的兩個庫房進行集成。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液化天然氣冷能的能量梯級綜合利用方法，其特征在于：當(dāng)采用兩個朗肯循環(huán)時，其發(fā)電工質(zhì)可以相同，也可以不同。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液化天然氣冷能的能量梯級綜合利用方法，其特征在于：當(dāng)兩個朗肯循環(huán)的發(fā)電工質(zhì)不同時，LNG先與露點溫度較低的發(fā)電工質(zhì)蒸汽換熱，再與露點溫度較高壓力的發(fā)電工質(zhì)蒸汽換熱。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液化天然氣冷能的能量梯級綜合利用方法，其特征在于：朗肯循環(huán)中發(fā)電工質(zhì)的蒸發(fā)溫度分別與不同的冷庫庫房所需的溫度對應(yīng)，并且發(fā)電工質(zhì)的蒸發(fā)溫度比對應(yīng)的冷庫庫房所需冷能的溫度低3~10℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液化天然氣冷能的能量梯級綜合利用方法，其特征在于：所述的發(fā)電工質(zhì)為乙烷、乙烯或三氟一氯甲烷。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液化天然氣冷能的能量梯級綜合利用方法，其特征在于：所述的冷庫冷媒為氨、二氟乙烷、四氟乙烷或氟利昂。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液化天然氣冷能的能量梯級綜合利用方法，其特征在于：所述的空調(diào)冷凍水為水或乙二醇水溶液。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液化天然氣冷能的能量梯級綜合利用方法，其特征在于：步驟（2）、（6）中所述的低溫?zé)嵩礊楹Ｋ⒖諝饣驘崴?!-- SIPO -->