LNG冷能发电技术及ORC工质优选研究

曾丽瑶

(中石化中原石油工程设计有限公司天然气技术中心，河南郑州，451000)

随着全球经济的飞速发展，世界各国对能源的需求量越来越大，并且人们环保意识逐步提高，环保清洁且储量巨大的天然气资源越来越受到欢迎。天然气的消耗量日益增长[1]，LNG已经成为实现中国能源供应优质化、多元化的重要能源。

我国进口的天然气中，LNG进口量保持高速增长。现阶段国内有多座大型LNG接收站，例如福建靑田、广东大鹏和江苏如东等[2]。LNG接收站通过气化器把液态LNG气化后外输[3]，1吨LNG冷量折合约为240kW·h。以2018年液化天然气接收能力计算，LNG冷量折合20.7亿kW·h，预计2023年将达到59.8亿kW·h，蕴含冷能资源量十分巨大。LNG冷能发电系统可有效回收大部分温度梯度的冷量，且不易受到外界因素干扰而被广泛应用[4]。

1 冷能发电的原理

=cp(T-T0)+cpT0ln(T0/T)

2 冷能发电技术对比

2.1 直接膨胀法

这种循环的优点是所需设备少，占地小；原理简单及循环过程简单，比较容易控制。但是，该方式对外做功较少，发电量也比较少。

2.2 郎肯循环法

在换热器中将低温的LNG把冷量传递到某一冷媒介质上，使冷媒介质液化，液态的介质通过泵增压后进入膨胀机，冷媒由液相变成气相对外做功发电的方法是郎肯循环法。

2.3 改进及复合的循环

在不同工作温度下提高LNG冷能的利用效率和提高余热温度是改进及复合循环方式的主要目的。这种改进及复合的循环虽然效率提高了，但是系统过于复杂，运行起来非常困难，如果运用到实际中将会存在诸多问题。……