LNG冷能發電

基本概念

所謂冷能，實際上指的是在自然條件下，可以利用一定溫差所得到的能量。根據工程熱力學原理，利用這種溫差就可以獲得有用的能量，這種能量稱之為冷能。根據工程熱力學原理，利用這種溫差就可以獲得有用的能量，這種能量稱為冷能。LNG冷能利用主要是依靠LNG與周圍環境（如空氣、海水）之間存在的溫度和壓力差，將高壓低溫的LNG變為常壓常溫的天然氣時，回收存儲在LNG中的能量。

典型流程

MRC膨脹發電

MRC+天然氣膨脹發電

天然氣膨脹

應用范圍

LNG大型接收終端，LNG加壓氣化后進入天然氣管網。

LNG接收碼頭，LNG加壓氣化后進入天然氣管網。

LNG加壓氣化后，供工業用戶。

LNG氣化后，供輸氣管道未到的居民點或小區生活用氣。

核心設備

膨脹機       透平膨脹機，成熟技術源自空分裝置。轉速高、體積小、運行平穩、便于橇裝。

低溫離心泵  無密封結構，潛入液體，啟動時無需預冷。無需密封氣體，降低系統復雜度

關鍵技術

高效換熱器    換熱直接關系到節能效率，關系到發電量和設備投資。

工質防泄漏    因為循環工質是閉路循環，一旦泄漏將影響甚至中斷設備的運行工況。

工質配比      循環工質為烴類混合物，其組成和配比直接決定發電功率。

自動控制      要求設備能夠自動適應大幅度的變工況，并能在各類緊急情況下能可靠地自動啟動和停機等，實現無人值守。

防飛車控制    膨脹機防飛車控制，保護核心設備

天然氣分布式能源

1、基本原理：

天然氣分布式能源是以燃氣為一次能源的分布式能源系統，主要是指冷熱電聯產系統CCHP（Combined Cooling Heating and Power）；或者熱電聯產系統CHP（Combined Heating and Power）。著眼冷熱電聯產系統的能量平衡、負荷調整、工藝計算，實現工藝流程、原動機、換熱設備、儲能裝置和儀控控制的設計、選型。亦即項目范圍為CCHP（或CHP）的系統設計與供貨，集中輸出冷量與熱量。

2、適用范圍

3、解決方案示例

天然氣液化工廠解決方案示意圖

醫院分布式能源系統解決方案示意圖

4、關鍵技術

1）工藝設計

根據用戶需求情況提出合理的工藝路線和原動機型式等總體方案。CCHP系統的能量平衡建模，除穩態模型之外，還需要動態模型來反映動態的負荷和蓄能狀態。根據系統模型提出各機組的訂貨參數，確定設備設計條件等。關鍵部機（內燃機、溴冷機等）的建模。

2）原動機

熟悉掌握燃氣內燃機、燃氣輪機、微燃機等的原理、機組特性和適用范圍。

3）制冷系統

根據實際情況，按照系統工藝提出的參數，設計氨冷機，或選擇合適型式的溴冷機。每套系統基本都包含調峰設備（電制冷機組等），需選型。

4）蓄能系統

按照系統工藝要求，主要考慮負荷變化和機組調節能力，設計出合適的蓄能系統。研究合適的蓄能結構（參考空調制冷行業技術），尋找合適的蓄能介質。蓄能可以是蓄冷，也可以是蓄熱。

5）換熱系統

換熱系統包括煙氣/蒸汽鍋爐、煙氣/熱水鍋爐、汽/水換熱器等。需要對其進行設計或選型。

6）儀電控系統

CCHP系統的負荷變化遠大于常規的LNG裝置，需要儀控系統能夠自動實時根據負荷變化，調節各處機組的運行參數，而且還需保持穩定和高效。另外，CCHP系統發出的電，將與市電網絡并網。需要合適的并網技術，以及應急故障方案。

壓差發電

基本原理：

凡是有氣體壓力差的場合，均包含壓力能。在不影響原功能的前提下(保持原進出口壓力溫度不變)，通過膨脹機械可以將壓力能轉化為機械能，然后利用發電機得到電力。

基本流程

壓差發電裝置回收利用氣體壓力能發電，無需其他消耗，不改變門站原有狀態?；玖鞒倘缦聢D：

根據不同的用戶條件，膨脹機級數、加熱器數量等將酌情調整。

適用范圍

在環保呼聲日益高漲的形勢下，各種存在管網壓差、壓力能廢棄的場合，均可應用壓差發電，無需額外消耗，回收壓力能得到電能，主要有：

城市首站，天然氣干線管網與城市高壓管網之間。

城市門站，天然氣高壓管網與次高壓管網之間。

城市門站，天然氣次高壓管網與中壓管網之間。

化工廠，帶壓力差的大氣量管道。

不同場合需要不同的工藝流程及設備。

技術特點

裝置具備不同流量下的自適應調壓功能，裝置運行不影響門站調壓功能，始終保持進出口壓力和溫度穩定。

電機控制技術，保持發電品質（電壓、頻率和相位等）穩定。

回收利用了天然氣的壓力能，每天20萬方天然氣，壓力從32barg降到4barg時，可發電約6000kwh。

采用獨特的膨脹機防飛車技術，在電網斷網等各種事故狀態下，保護膨脹機。

撬裝化設計，安裝快捷。對外接口簡單（只需要LNG進口、NG出口和電氣接口）。

PLC自動化控制，達到無人值守要求。

余熱發電

1、基本原理：

ORC是英文 0rganic Rankine Cycle的縮寫，意即“有機工質朗肯循環”。朗肯循環是用于熱電廠發電的典型熱力動力循環。通常熱電廠所用工質是水（高溫加熱成為高壓水蒸汽，朗肯循環工作中為過熱蒸汽），而ORC循環中是選用低沸點（較水沸點低很多）的有機工質來吸收廢氣(或中間介質)余熱，使其在一定壓力和溫度下被汽化后進入膨脹機，利用其對外膨脹做功的能量帶動發電機，從而達到回收低勢位能源發電的目的。

2、典型流程

3、適用范圍

鋼鐵行業氧氣轉爐余熱發電、燒結余熱發電

焦化行業干熄焦余熱發電

水泥行業低溫余熱發電

玻璃、制陶制磚等建材爐窯煙氣余熱發電

地熱行業

4、技術特點

因良好的物性（低的沸點及高的蒸氣壓力），使0RC方法比水蒸氣朗肯循環具有較高的熱效率，對較低溫度熱源的利用有更高的效率。

運行中不再消耗任何能源資源和耗材，節約運行成本，而且減少向大氣的CO2排放量。

ORC低溫余熱發電，適應溫度范圍（80～400℃）廣，適應流量范圍廣。

有機工質在膨脹做功過程中始終保持干燥狀態，避免了夾液對汽輪機葉片產生的液擊。所以，ORC能比水蒸氣汽輪機更有效地適應部分負荷運行及大的功率變動，不需要裝過熱器。

因有機工質凝固點遠低于水，能適應嚴寒氣候，無需考慮防凍。

機組結構緊湊、占地面積小、投資省。