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2021年第2期2021年2月天然气经过脱硫和脱水处理后，经低温工艺冷冻液化而成的低温（-162℃）LNG 主要成分为CH 4。
在这个过程中，每生产1t LNG 所耗电量约850kW ·h ，这是因为液态天然气便于运输储存，而大部分天然气使用时是气态的。
一般LNG 气化发生在LNG 接收站内，在气化过程中释放出大量的冷量，其值大约为830kJ/kg ，这既包括LNG 的气化潜热，也包括气态天然气从储存温度升温到环境温度的显热。
目前，这部分冷量在大部分接收站被舍弃，被海水或空气带走了，造成了能源的极度浪费。
因此，对这部分浪费的冷能进行回收和利用，成为节能环保以及拓展LNG 产业链的目的[1]。
1LNG 冷能利用背景分析全球能源消费正在向绿色、低碳、清洁的方向转型，天然气已成为应对气候变化、推动能源转型的必然选择。
当前，全球天然气行业呈现出一系列新特点，从供需关系来看，卡塔尔、澳大利亚等传统天然气出口国和美国、俄罗斯等新兴供应国的液化能力持续提升，而亚洲特别是中国作为全球能源消费中心，正在引领全球LNG 需求持续快速增长。
截至2018年4月2日，中国LNG 接收站现有规模为8.110×107t/a ，约1.081×1011m 3/a ，其中，中国（未含港澳台）LNG 接收站现有规模为6.910×107t/a ，约9.21×1010m 3/a 。
截至2018年4月2日，中国LNG 接收站在建及扩建规模为3.305×107t/a ，约4.41×1010m 3/a ，其中，中国（未含港澳台）LNG 接收站在建及扩建规模为3.005×107t/a ，约4.01×1010m 3/a 。
中国LNG 接收站情况如表1所示。
表1中国LNG 接收站情况表中国《天然气发展“十三五”规划》（以下简称《规划》）指出，要扩大天然气供应利用规模，促进天然气产业有序、健康发展，推进LNG 接收站及分销设施建设，培育天然气市场并促进高效利用，加大LNG 冷能利用力度。
任 锦 LNG 冷能发电模式分析32023，33（4）LNG 冷能发电模式分析任 锦* 惠生工程（中国）有限公司北京分公司 北京 100020摘要 本文以项目实例，将朗肯循环运用到联合法发电流程，通过模拟计算表明，混合工质是用于低温朗肯循环最合适的工质，工质的蒸发温度和冷凝温度对系统净输出功的影响较为明显，利用周边装置余热作为工质蒸发热源可有效改善系统冷量回收率。
关键词 液化天然气（LNG） 低温朗肯循环 混合工质 冷能回收利用DOI : 10.3969/j.issn.1007-6247.2023.04.001*任 锦：工程师。
2007年毕业于武汉理工大学化学工程与工艺专业获学士学位。
主要从事石油化工与天然气工艺设计。
联系电话：158****1653，E-mail ：****************。
天然气作为一种新型、清洁、高效的优质能源，受到各个能源消费大国的重视，其用途主要体现在发电、用作生活燃料及工业燃料、化工行业原料、生产化肥、合成纤维等方面。
目前世界天然气探明储量已经接近石油储量，随着世界石油、煤炭等资源逐渐减少，生态环境的恶化加剧，天然气将逐步成为可利用的主要能源之一。
1 LNG 冷能特性分析随着我国对环境保护的重视，LNG 作为一种清洁、高效的新能源，越来越受到青睐。
天然气在进行远距离运输时，往往以常压、-162 ℃的液态形式储存。
在LNG 接收站，又需要将其气化为常温下的高压气体送至天然气管网，在气化过程中，LNG 将释放大量冷能。
冷能是指在常温环境中利用一定的温差所得到的低温能量，即LNG 所具备的温差势能。
传统气化方式直接将冷能释放到环境中，造成了极大的能量浪费，回收冷能并将其再利用已成为新焦点。
1.1 LNG 的冷㶲及其影响因素㶲是当热力学系统的状态与给定的环境状态不平衡时，系统所具有的在理论上能够转换为可用功的那部分能量。
㶲是以环境作为基准所取的相对量，在可逆过程中，㶲和能量一样是守恒的。
冷能发电。
LNG 冷能发电的原理是LNG 与周边环境介质进行热交换后，LNG 温度升高气化，进而引发周围环境介质的压力和体积改变，对外做功进行发电[6]。
目前，常见的LNG 冷能利用发电方式主要包括直接膨胀法、低温朗肯循环、低温Brayton 循环、联合法、燃气轮机进气冷却等。
与传统火力发电相比，LNG 冷能发电最主要的优点是无污染物排放、噪音小等。
轻烃分离。
LNG 冷能轻烃分离的原理是LNG 中各轻烃组分性质不同，其相变温度也不同，分离技术就是建立在LNG 各组分相变温度不同的基础上，实现轻烃分离[7]。
分离LNG 中的轻烃组分可得到CH 4、C 2H 6和LPG 。
通常将分离得到的CH 4加压后在输送至天然气管道，分离得到的C 2H 6可进行生产乙烯，还具有成本低、能耗低、投资小的优势，这会产生很客观的经济效益。
制液化CO 2和干冰。
利用回收的LNG 冷能提供给CO 2，LNG 冷能产生的低温就可以用于液化CO 2冷却，而且只需要把液化装置的工作压力降至0.9MPa 左右就可以进行液化，这种方法工艺流程简单，同时也大大降低制冷设备的负荷[8]。
通过LNG 冷能回收制作液化CO 2和干冰，电能消耗量大约为0.2W/m 2，可以节省10%建设费用以及50%的电力消耗量。
海水淡化。
利用LNG 冷能进行海水淡化主要是采用冷冻法，冷冻法海水淡化是海水在冷冻过程中会发生“盐水分离”的现象，低温产生的冰体中含盐量较低，可以进一步将冰与盐水分离，进而得到淡水的过程[9]。
从能耗角度来说，一个大气压下冰的融化热仅是水的气化热的15%。
而且冷冻法在低温下操作，具有材料设备腐蚀较轻、无需除钙等优势。
1.2 间接利用方法低温破碎。
利用LNG 冷能空气液化分离产生的液氮对物体进行冷冻后，再进行破碎。
由于低温破碎要比常温破碎性0 引言我国目前面临大量的使用煤做燃料的问题，煤燃烧后排入大气中二氧化碳的粉尘量大幅度提高，因此我国采取的一个重要措施就是优化能源产业结构，尽可能增加清洁能源在我国一次能源消费中的比重[1]。
大型接收站LNG冷能发电技术分析王德鹏，向润清摘要：介绍LNG冷能发电技术现状，在此基础上结合我国某大型接收站现有条件，给出大型LNG接收站冷能发电的建议方案。
关键词：大型LNG接收站；LNG冷能利用；冷能发电引言液化天然气（LNG）作为一种清洁的能源，是国内外最广泛使用的能源之一。
随着天然气在我国能源结构中的占比逐步提高,LNG进口量逐年攀升，2018年达5378万吨。
目前，我国沿海已投运21座接收站，在建和规划中的LNG接收站约40余座。
LNG在最终被利用之前必须先汽化，在汽化过程中会释放出大量的冷能。
常规接收站采用开架式汽化器（ORV）、浸没燃烧式汽化器（SCV）或中间介质汽化器（IFV）将LNG汽化，不仅浪费了宝贵的冷能，也对附近海域造成了冷污染。
因此将我国大型LNG接收站的冷能进行回收利用，具有可观的经济效益和社会效益。
LNG冷能利用的方式分直接应用和间接利用，直接利用包括冷能空分、冷能发电、冷能冷库、轻姪回收、冷能制液体二氧化碳及干冰等，间接利用包括低温粉碎、海水淡化等。
国外LNG冷能利用率最高的为日本，拥有15套冷能发电装置、7套冷能空分设备、3套液体二氧化碳及干冰设备、1座冷库，约20%的LNG冷能被利用。
我国目前冷能利用率整体偏低，仅有6座大型LNG接收站进行了LNG冷能利用，冷能利用以冷能空分设备为主。
中海油和四川空分设备（集团）有限责任公司共同对LNG冷能利用进行了全面研发，LNG冷能空分技术获得多项自主专利，并且成功实现工业化应用，采用自主专利技术的中海油宁波LNG冷能空分项目、中海油珠海LNG冷能空分项目、唐山LNG冷能空分项目均一次性开车成功；同时，开发了LNG冷能发电技术、用于冰雪世界的大型LNG冷能换冷站技术等，获得了相关专利，具备工业化应用条件。
1冷能发电技术LNG冷能发电技术将LNG冷能直接转换为电能，其产业链短，不受上下游外部环境、地理位置等因素的影响，是最具潜力的冷能回收方式。
液化天然气（LNG）冷能发电方法比较和研究作者：吕剑雄王北福聂立宏周婧也徐荣荣郝永杰来源：《农村经济与科技》2017年第13期[摘要]我国的液化天然气（LNG）进口量逐年增大，随之而来产生了LNG冷能的浪费问题。
LNG冷能主要用于冷能发电、空气分离、生产干冰、冷藏、海水淡化、制冰和低温粉碎，但除了冷能发电外其他应用对于冷能利用相对较低。
国内外学者对LNG冷能发电技术进行深入的研究，用㶲作为评价方法，并取得了一定的应用成果。
通过对国内外LNG冷能发电技术文献和实际应用的调研，目前主流的六种LNG冷能发电技术：直接膨胀法、朗肯循环法、联合循环法、布雷顿循环法、卡琳娜循环法和多级复合循环法，在总结LNG冷能发电的6种循环方法基础上，对个循环的效率进行了比较。
直接膨胀法和朗肯循环法因工艺流程简单更适合小型气化站进行冷能利用，而多级复合循环法和卡琳娜循环法因工艺流程复杂，在将来克服装置设备后更适合大型的接收站来进行冷能发电，且冷能利用效率较高。
[关键词]LNG；冷能；发电；循环；㶲[中图分类号]TK123 [文献标识码]A前言作为低排放的清洁燃料，LNG是当今世界增长最快的能源。
据Bp公司统计，2015年在全球范围内，天然气占一次能源消费的23.8%，中国全年消费总量较去年增长4.7%，总消费197.3亿m³。
我国天然气缺口严重，进口LNG所占的比例越来越高。
我国也在东南及东部沿海地区投产和规划建设一批大型LNG接收站，见表1。
为便于天然气运输，通常将天然气液化，其体积是标准状态下的1/625，在常压下、天然气的液化温度为-163℃，每液化1tLNG耗电约为850kW·h。
而在LNG接收站和气化站，一般又需将LNG通过气化器气化后使用，气化时放出很大的冷能，其值约为830kJ/kg。
而通常这部分冷能随天然气气化器中的海水和空气流失了，造成能源的浪费。
若LNG拥有的冷量能以100%的效率转化为电力，每1tLNG可利用的冷能发电折合电量约为240kW·h。
液化天然气(LNG)冷能分析及利用初步研究摘要：随着我国液化天然气（LNG）产业的蓬勃发展,LNG本身蕴藏的冷能具有很大的利用价值。
目前我国主要是单一方式的利用和回收,利用效率低下,从冷能的热力学性质方面入手,可以对LNG的冷能进行阶级利用,从而提高冷能的利用效率。
关键词：液化天然气；冷能分析；利用1LNG冷量利用途径1.1利用LNG冷能发电将液化天然气的冷量经过回收、转化生成电能，是目前比较常用且技术成熟的一种利用方式。
根据冷量利用形式的不同，又可以将其分为两种方式：（1）膨胀发电。
液化天然气在汽化时由于体积会急剧的膨大，在狭小、密闭的容器中会释放出巨大的能量，进而推动发电机发电。
这种发电方式的冷能利用率通常在20%-30%之间。
（2）把液化天然气当作一种冷凝剂，把冷凝机加入到冷凝器中，通过实现冷量转移，利用介质与环境的温度差带动蒸汽动力循环，完成发电。
在这种发电方式中，介质的选择十分关键，例如使用丙烷作为介质，冷量利用率只有25%左右；而选择碳氢化合物作为介质，利用率可以提升至40%以上。
1.2利用LNG冷能液化分离空气低温液化是分离空气的常用方法。
根据空气中各类气体成分也液化温度的不同，可以分别分离提取到液氧、液氮、液氩等具有重要工业价值的产品。
利用液化天然气冷量，可以比较方便地实现气体液化。
目前已经比较成熟的技术是利用两级压缩式制冷机，先进行液化天然气冷能的回收，然后再利用冷能完成空气液化，得到液氧和液氮。
从成本上来看，选用液化天然气冷量进行空气液化分离，在电能消耗、水能消耗等方面都有一定的优势，相比于传统工艺可以节约20%-40%的成本。
另外，将获得的液氧收集起来利用特定的设备进行加工，还能够获得臭氧，在处理化工企业排放污水方面也具有重要作用。
1.3利用LNG冷能制取干冰二氧化碳的液态及固态（干冰）形式，在多个领域有着重要利用。
例如可以作为灭火器的主要材料；作为制冷剂或是用于人工降雨等。
