天然气是一种高效清洁的能源,将在21世纪的能源结构中占据重要地位。而液化天然气(LNG)由于其良好的运输、储存特性,热值大、性能高的特点,逐渐成为能源供应与消费领域重要的一部分。LNG在气化过程中会有大量高品质的冷能释放,合理利用这些冷能具有十分可观的经济效益和环境效益。本文研究了如何采用有效的朗肯循环系统回收LNG中的冷能,主要内容包括:(1)通过查阅国内外相关文献,总结了近年来LNG冷能发电技术的进展。介绍并分析了各种冷能利用方案的优劣。(2)从理论上分析了LNG的冷量及冷能火用的计算方法及其相关因素,并研究了LNG蒸发过程中冷能火用释放的过程,包括火用损失分析。研究表明LNG蒸发压力及蒸发温度均对其冷能火用释放存在重要影响,从换热过程温度匹配恰当、减少火用损失角度,提出采用低温朗肯循环来回收LNG的冷能火用。(3)分析了朗肯循环适用工质的筛选原则,并对几种工质进行了初步筛选。使用HYSYS软件对采用不同工质的循环进行了模拟分析,分析的结果表明丙烷的循环性能要好于其他初选的工质。(4)通过计算分析,发现系统的火用损失主要发生在换热器中,是由冷热流体之间换热温度不匹配造成的。提出通过使用混合工质来改善系统的循环性能。理论循环性能的计算结果表明,虽然使用混合工质可以让换热器内换热过程温度匹配更恰当,同等工况下的循环性能更好,但工质的稳定工作温度区间也会减小。