L-CNG加气站天然气气化过程冷能的收集与利用研究

发布时间：2017-09-24 08:04

  本文关键词：L-CNG加气站天然气气化过程冷能的收集与利用研究

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【摘要】：随着燃气汽车的不断推广和普及,各地将会新建大量的LCNG加气站,但对加气站LNG气化冷能的利用却一直没有开展。LNG温度约为-162.0℃,气化产生的冷量约为830～860kJ/kg,可用冷量巨大。本文首先分析现有的LNG冷能利用方式的优缺点,针对本课题的工程实际,采用发电与供冷相结合的冷电联产的方式回收加气站LNG冷能。在发电方面,考虑工程实际造价以及发电效率,采用低温有机朗肯循环发电方式,并选取质量比1：1的R290/R600组成的混合工质作为朗肯循环的工质。采用凝固点较低的50%乙二醇水溶液作为供冷用工质。在整个工艺系统设计中,选取空温式气化器作为工艺系统的气化器,换热器采用U型管式结构,膨胀机采用涡旋式膨胀机。然后,利用Aspen plus软件对该系统地性能进行模拟,计算出各个设备的(火用)效率,其中LNG换热器的(火用)效率为28.56%,朗肯循环换热器的(火用)效率为38.83%,LNG再热器的(火用)效率为40.04%,风机盘管的(火用)效率为57.99%。膨胀机的炯效率为70.75%,朗肯循环工质泵的(火用)效率为95.25%,供冷循环工质泵的(火用)效率为96.54%,系统(火用)效率为42.25%。通过分析发现,换热器的(火用)效率决定系统的(火用)效率。换热器的(火用)效率主要受冷热流体温差影响,冷热流体温差越大,(火用)效率就越低。最后,以南宁市新阳加气站为研究对象,根据加气站日气化量10m~3为基准,进行工艺系统工程化设计,计算出各设备技术参数。结果显示,每日可获得冷量为148.104kW,膨胀机对外做功量为154.549kW,工艺系统工质泵消耗的电能为15.656 kW。本方案总投资30.3万元,年收益为2.7万元。投资成本约在12年内回收。本工艺方案设计简单,占地面积小,运行安全,工艺操作弹性较高,具有很高的实用性。
【关键词】：LNG 冷能回收 丙烷 丁烷 朗肯循环发电
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U473.8
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景10-16
• 1.1.1 LNG冷能利用技术发展概况13-15
• 1.1.2 LNG冷能利用存在的问题15-16
• 1.2 研究目标及内容16-18
• 1.2.1 国内LCNG加气站的发展16
• 1.2.2 研究目标16
• 1.2.3 研究内容16-18
• 第二章 LCNG加气站冷能用于冷电联产的工艺设计18-38
• 2.1 LNG冷能发电工艺设计18-23
• 2.1.1 LNG冷能发电方式分析18-21
• 2.1.2 工艺方案确定21-23
• 2.2 工质选取23-31
• 2.2.1 发电工质选取23-28
• 2.2.2 供冷工质选取28-31
• 2.3 主要设备31-36
• 2.3.1 气化器31-32
• 2.3.2 换热器32-34
• 2.3.3 膨胀机34-36
• 2.4 本章小结36-38
• 第三章 工艺方案能效分析38-49
• 3.1 工艺系统模拟计算38-41
• 3.1.1 工艺流程38-40
• 3.1.2 设备技术参数40-41
• 3.2 系统评价41-47
• 3.2.1 (火用)分析理论的概念及计算方法41-43
• 3.2.2 换热器(火用)分析概念及计算方法43-45
• 3.2.3 泵及膨胀机(火用)效率计算方法45-46
• 3.2.4 工艺系统(火用)效率计算46-47
• 3.3 本章小结47-49
• 第四章 LCNG加气站冷电联产的工程化设计49-58
• 4.1 LNG冷能用于冷电联产的工艺设计49-55
• 4.1.1 工程施工图设计方案50
• 4.1.2 设备表50-55
• 4.2 工艺操作弹性分析55
• 4.3 工艺方案的经济性分析55-56
• 4.3.1 初步投资估算55-56
• 4.3.2 经济效益估算56
• 4.4 工艺方案的发展潜力分析56-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第五章 全文总结及工作展望58-60
• 5.1 全文总结58-59
• 5.2 工作展望59-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-65
• 攻读学位期间发表论文及参与科研项目情况65

【参考文献】

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1 邱中建;赵文智;胡素云;张国生;方辉;;我国天然气资源潜力及其在未来低碳经济发展中的重要地位[J];中国工程科学;2011年06期

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本文编号：910254