LNG冷能利用現(xiàn)狀及展望

馮俊杰 王自辰

摘 要：隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，世界各國(guó)對(duì)于液化天然氣即LNG冷能的相關(guān)利用不斷地投入人力和物力進(jìn)行著技術(shù)性的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用。文章從國(guó)內(nèi)外對(duì)于液化天然氣即LNG冷能利用的技術(shù)研究進(jìn)展入手，對(duì)目前LNG冷能利用中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行了分析，并針對(duì)目前存在的問(wèn)題提出了若干解決措施。

關(guān)鍵詞：液化天然氣；冷能；利用；技術(shù)；產(chǎn)業(yè)化

液化天然氣的英文縮寫(xiě)是LNG，所謂LNG指的是通過(guò)凈化處理的相關(guān)技術(shù)將常規(guī)的天然氣，經(jīng)過(guò)冷凍后，處理為溫度為零下163攝氏度的液體，這種處理后的天然氣的體積是原來(lái)的1/625，經(jīng)過(guò)這種技術(shù)的處理之后，對(duì)于天然氣進(jìn)行遠(yuǎn)距離的輸送是十分有利的。通常狀況下，LNG在運(yùn)輸?shù)浇邮照疽院笮枰?jīng)過(guò)氣化處理為氣態(tài)才可以投入使用，在氣化處理的過(guò)程中，大約要釋放出840KJ/kg的冷能。由此可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)LNG冷能進(jìn)行回收具有極高的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益，符合當(dāng)今時(shí)代的可持續(xù)性發(fā)展的需求。因此，必須重視起對(duì)于LNG冷能的回收利用。

1 LNG冷能利用的相關(guān)技術(shù)進(jìn)展

1.1 對(duì)LNG冷能利用的技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展

就目前的狀況來(lái)看，國(guó)內(nèi)外對(duì)于LNG冷能利用的研究成果還比較局限，冷能僅僅只被利用于冷庫(kù)、干冰制備以及發(fā)電等單項(xiàng)技術(shù)層面上，并且利用效率不高，國(guó)內(nèi)外還在進(jìn)行著大量的研究，不少科學(xué)家對(duì)于LNG冷能利用的研究還在進(jìn)行著，并且取得了一定的研究成果。但是目前我國(guó)對(duì)于LNG冷能的利用與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然存在差距，比如，日本對(duì)于LNG冷能的研究成果相對(duì)成熟，對(duì)于LNG冷能的提取主要應(yīng)用于出口。而在我國(guó)，LNG冷能產(chǎn)業(yè)起步很晚，但是，經(jīng)過(guò)近幾年的研究投入，LNG產(chǎn)業(yè)開(kāi)始有了較快的發(fā)展，在制造冰雪、冷庫(kù)以及空氣分離等領(lǐng)域應(yīng)用十分成熟。（表1）

表1 日本利用LNG冷能的空氣分離裝置

1.2 對(duì)LNG冷能的應(yīng)用

對(duì)于LNG冷能的應(yīng)用主要包括：低溫發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用，即利用LNG冷能可以改變?cè)械碾娏ρh(huán)系統(tǒng)達(dá)到提高發(fā)電效率的目的；空氣液化分離技術(shù)的應(yīng)用，與傳統(tǒng)意義的空氣分離辦法相比可以有效的降低耗電量，做到能量的節(jié)??；在食品冷凍技術(shù)上，比傳統(tǒng)的冷凍方法過(guò)程簡(jiǎn)單，能耗量小，能夠產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益。作為我國(guó)大連來(lái)講，使我國(guó)重要的港口，對(duì)冷庫(kù)的需求十分大，在LNG冷能的相關(guān)應(yīng)用上較為成熟。一些學(xué)者致力于LNG冷能在冷庫(kù)方面的研究，對(duì)于冷能的利用效率和制備過(guò)程都有了很大的改進(jìn)，比如，黃美斌等就提出了LNG冷能用于低溫冷庫(kù)的兩種流程，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)：無(wú)相變流程為全液態(tài)運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備簡(jiǎn)單、易于控制，但泵功耗較大；有相變流程冷媒質(zhì)量流量和功耗較小，但增大了管路直徑和換熱器尺寸，同時(shí)使得流程更復(fù)雜、控制更困難。

除此之外，LNG冷能還被廣泛應(yīng)用于一些藥物、工業(yè)及城市廢棄物和垃圾的低溫粉碎、干冰制備、輕烴回收、相變蓄能、海水淡化以及空調(diào)與制冰技術(shù)中。同時(shí)，還提出了對(duì)于LNG冷能的梯級(jí)利用法，有效的提高了冷能在各個(gè)方面的利用效率。

2 LNG冷能利用中存在的若干問(wèn)題

2.1 LNG冷能利用進(jìn)展緩慢，利用方式單一

目前對(duì)于LNG冷能的利用范圍十分廣泛，但是，許多項(xiàng)目還處于規(guī)劃和建設(shè)之中，工程的實(shí)施不能與接收站的運(yùn)營(yíng)相適應(yīng)，做到同步的進(jìn)行。而且利用方式上十分的單一，由于技術(shù)的限制，LNG冷能在開(kāi)發(fā)和利用中不夠充分，利用效率十分低下。

2.2 供氣工藝技術(shù)落后

使用天然氣供氣前，通常需要用低溫泵把壓力較低的LNG壓力升高，再通過(guò)加熱以及氣化技術(shù)的處理后使得天然氣進(jìn)入到管網(wǎng)中，通過(guò)大量的實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，在LNG達(dá)到大于8MPa壓力的時(shí)候，可以將大約2/3的冷能轉(zhuǎn)化成壓力，但就目前的技術(shù)來(lái)講，在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，并不能夠使資源得到充分的利用，產(chǎn)生較大的損耗和浪費(fèi)，使得LNG冷能的利用率降低。

2.3 LNG接收站以及衛(wèi)星站氣化需求上與冷能用戶需求在空間上和時(shí)間上的不同步

因?yàn)橄掠蔚娜細(xì)庑枨罅扛竟?jié)以及晝夜變化相關(guān)，隨著季節(jié)和晝夜的變化而產(chǎn)生波動(dòng)，這導(dǎo)致了接收站在氣化負(fù)荷的需求上出現(xiàn)較大的變化和浮動(dòng)。然而，這種下游燃?xì)獾男枨罅亢屠淠苡脩魧?duì)于冷能負(fù)荷的需求變化規(guī)律不符合，難以同步進(jìn)行。而LNG的接收站在規(guī)劃和設(shè)計(jì)的時(shí)候并沒(méi)有考慮到冷能用戶的因素，這就造成了時(shí)間上的不同步。而空間上的不同步指的是接收站在規(guī)劃和設(shè)計(jì)中并沒(méi)有考慮相關(guān)的利用項(xiàng)目，所設(shè)立的接收站或是衛(wèi)星站面積十分有限，使得大規(guī)模的冷能利用難以實(shí)現(xiàn)。

3 對(duì)于LNG冷能利用中存在的問(wèn)題的解決措施

3.1 積極進(jìn)行相關(guān)的規(guī)劃

在進(jìn)行LNG冷能利用技術(shù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，要對(duì)各方面的因素進(jìn)行合理的規(guī)劃，綜合各方面的因素對(duì)用戶、LNG接收站、LNG衛(wèi)星站進(jìn)行科學(xué)的調(diào)查，排除困難，最大限度的提升LNG冷能的利用效率，減少損耗，避免浪費(fèi)。比如，唐山的曹妃甸循環(huán)工業(yè)區(qū)在這方面就比較成功，在LNG冷能制備基地，既有中石化、中石油以及首鋼等大型的國(guó)有企業(yè)參與，同時(shí)也有唐山市、曹妃甸經(jīng)濟(jì)區(qū)地方政府規(guī)劃、招商引資的各種國(guó)有、民營(yíng)、外資企業(yè)。各方相互合作，相互制約，極大地提高了基地建設(shè)的效益。

3.2 開(kāi)發(fā)利用新的利用領(lǐng)域

必須對(duì)可以利用LNG冷能技術(shù)的新領(lǐng)域進(jìn)行研究和拓展，目前對(duì)于LNG冷能的運(yùn)用相對(duì)單一，不能使得大量的LNG冷能得到充分的利用，只有不斷地開(kāi)發(fā)出創(chuàng)新型的、高效率的、附加值更高的LNG冷能技術(shù)才能推動(dòng)冷能產(chǎn)業(yè)的全面的、多元的發(fā)展。

3.3 積極研究和利用政府的相關(guān)扶持政策

由于考慮到LNG冷能技術(shù)存在的巨大潛力，政府對(duì)于相關(guān)研究的扶持力度很大。LNG冷能的利用可以產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，應(yīng)用冷能技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)要充分利用政府的政策，積極爭(zhēng)取到相關(guān)的扶持，積極進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研究，促進(jìn)LNG冷能利用項(xiàng)目的發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

合理的對(duì)LNG冷能進(jìn)行利用對(duì)于社會(huì)的發(fā)展有著積極的推動(dòng)意義，由于技術(shù)限制，巨大的冷能還未能得到較為充分的利用，面對(duì)目前LNG冷能技術(shù)利用方面的一些問(wèn)題，我們必須積極的應(yīng)對(duì)，做好規(guī)劃工作，不斷的開(kāi)發(fā)利用冷能的全新領(lǐng)域，對(duì)于政府的政策進(jìn)行分析和利用，不斷地提高LNG冷能的利用效率，積極規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)LNG冷能技術(shù)的穩(wěn)步利用和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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