[发明专利]一种LNG卫星站冷电联产工艺

说明书

本发明公开了一种LNG卫星站冷电联产工艺，涉及LNG气化工艺流程，低温有机朗肯发电循环工艺流程，包括低温冷库循环载冷剂工艺流程、空调供冷循环冷媒工艺流程、太阳能‑BOG制热循环工质工艺流程；本发明基于LNG冷特性曲线，对LNG冷能发电‑空调制冷集成工艺进行优化，确定了一种既高效又切实可行的LNG发电‑冷库‑空调制冷集成工艺。增加了BOG辅助太阳能制热循环模块，充分利用LNG低品位冷能，将传统的空调供冷技术细化为低温冷库与空调供冷两个部分，充分利用LNG冷能，提高效率，达到LNG冷能梯级回收利用的目的。

技术领域

本发明涉及LNG冷能利用领域，具体的涉及一种LNG卫星站冷电联产工艺。

背景技术

从2006年底到2017年，中国已建成的LNG接收终端、LNG工厂以及LNG卫星站数量总计1630个，其中考虑在天然气管网基础建设相对落后或者输气管线不易到达的中小城市兴建的LNG卫星站多达1121个，LNG卫星站冷能回收利用潜力巨大。但是，现有研究主要集中在规模较大的LNG气化站冷能回收工艺，对规模较小的LNG卫星站冷能回收工艺研究较少。

LNG的气化温度范围为-162℃至常温，其能量品位很高，若将其直接用于不需要如此低温的领域(如一般的冷库或者冷水工艺)，在较大温差的换热过程中将造成大量损失。现有文献调研发现，各种单一的LNG冷能利用方案大多只是考虑了冷能的回收能效(基于热力学第一定律)，而没有考虑冷能利用的效率(基于热力学第二定律)。因此，从理论上说，对LNG冷能进行梯级利用是较好的方案。

研究表明，对LNG冷能梯级利用时，利用高品位冷能发电，利用低品位冷能进行空调供冷的方案可以在一定程度上提高效率，即，LNG冷能发电-空调制冷工艺。该工艺具有流程简单，可操作性强，工艺设备投资少等优点。但该工艺存在以下问题：(1)空调制冷模块，天然气气温位区间为-60℃～10℃，空调制冷冷水温位区间为0℃～20℃，温差最大达到60℃左右，效率仅为19％。可以知道，LNG冷能温度区间的差距较大，整体效率不高，不利于LNG冷能高效回收。(2)LNG冷能进行发电时，需要高温热源。LNG气化站常用的高温热源为工业废热，即低温烟气，而针对LNG卫星站体积小、气化量小的特点，无法将大量的工业废热纳入循环。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种LNG卫星站冷电联产工艺，基于LNG冷特性曲线，对LNG冷能发电-空调制冷集成工艺进行优化，确定了一种既高效又切实可行的LNG发电-冷库-空调制冷集成工艺，达到了LNG冷能梯级回收利用的目的。

本发明采用下述的技术方案：

一种LNG卫星站冷电联产工艺，涉及LNG气化工艺流程，低温有机朗肯发电循环工艺流程，包括低温冷库循环载冷剂工艺流程、空调供冷循环冷媒工艺流程、太阳能-BOG制热循环工质工艺流程；

所述低温冷库循环工艺流程：管路中的载冷剂NH₃在第二LNG换热器换热后，通过循环载冷剂泵分别经第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀降压至对应冷库温度的饱和压力后，进入第一冷库、第二冷库、第三冷库进行换热，随后汇聚到冷藏室进行换热，最后回到第二LNG换热器继续循环；

所述空调制冷循环工艺流程：当LNG在第三LNG换热器汽化为气体后，与管路中的空调制冷介质进行换热，空调制冷介质在第三LNG换热器进行换热后，随后进入空调制冷机组进行换热，完成空调供冷后经第四流量调节阀回到第三LNG换热器继续循环；

所述太阳能-BOG制热循环工艺流程：太阳光照充足时，开启热水泵、太阳能集热板进行热水制备循环，当换热水箱的循环热水温度均低于设置的供热温度下限值时，同时开启加热器、第二水浴式气化器进行辅助制热循环；当循环热水温度高于设定的供热温度上限值时，关闭加热器、第二水浴式气化器辅助制热循环，在夜间，如有峰谷电价优势，则可视工艺流程的整体供热需求量的大小，设置辅助制热的夜间开启时间，为工艺的白天运行储存一定热量。