【摘 要】
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随着清洁、高效成为未来能源的发展方向,天然气行业不断发展,作为中间枢纽的LNG（Liquified natural gas）接收站建设也在不断增加。接收站中的LNG利用海水进行气化后送入下游,其中大量的冷能被浪费,冷污染也会影响海洋的生态环境。同时,LNG接收站在运行过程中不可避免地会产生BOG（Boil off gas,蒸发气）,接收站BOG的处理也是一大难题。因此,本文提出适用于LNG接收站的
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随着清洁、高效成为未来能源的发展方向,天然气行业不断发展,作为中间枢纽的LNG（Liquified natural gas）接收站建设也在不断增加。接收站中的LNG利用海水进行气化后送入下游,其中大量的冷能被浪费,冷污染也会影响海洋的生态环境。同时,LNG接收站在运行过程中不可避免地会产生BOG（Boil off gas,蒸发气）,接收站BOG的处理也是一大难题。因此,本文提出适用于LNG接收站的BOG和LNG冷能联合回收工艺,以实现对接收站能量的回收。本文首先调研了国内外LNG冷能发电技术研究进展和LNG接收站的BOG处理工艺现状。其次对LNG接收站BOG产生特性进行了分析,研究了LNG接收站在漏热、卸船、外输、装车、大气压变化等情况下BOG的产生量。对BOG直接压缩工艺、BOG燃烧发电工艺、BOG再液化工艺、BOG再冷凝工艺进行了详细的设计和模拟。根据模拟结果,将单位质量的BOG液化需消耗电力1.242k Wh;采用再冷凝工艺,每7t LNG可以液化1t BOG。依据上述工艺,提出了BOG和LNG冷能联合回收工艺。为了提高系统的经济性,本文进一步对LNG冷能发电工艺的关键参数进行优化。根据LNG的气化特性,设计了串联式LNG冷能发电工艺和并联式LNG冷能发电工艺。选择质量比为1:1的乙烷丙烷和丙烷丁烷混合物分别作为一级和二级循环的工作流体。定义了净输出功(2、循环系统（火用）效率、单位净输出功所需换热面积/(2作为评价循环性能的指标。通过Aspen软件进行优化分析。结果表明,串联工艺最大净输出功(2为53.75k W,（火用）效率为21.74%,单位净输出功所需换热面积/(2最小为0.58m~2/k W。对于并联工艺,净输出功(2最大为34.61k W,（火用）效率为13.50%,单位净输出功所需换热面积/(2最小为0.23m~2/k W。结合国内某LNG接收站的规划设计,采用本文所述的BOG和LNG冷能联合回收工艺,进行工程化设计和分析。根据接收站的规划方案列出2023年～2035年的综合回收方案。对接收站的BOG回收和LNG冷能联合回收方案进行经济分析,方案一为BOG和LNG冷能联合回收方案,方案二为BOG全部压缩进管网,LNG冷能发电朗肯循环中利用海水作为热源。经过经济核算,2023～2035年采用方案一年收入为9.7～11.5亿元,采用方案二年收入为6.2～7.7亿。因此,联合回收方案具有很好的经济性。
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