LNG冷能利用项目

LNG接收站需要将LNG气化后输送给用户。LNG气化后被还原为初始的气体状态,可作为热力发电的燃料和城市居民用气。在LNG气化过程中,会产生大量的低温能量,对此部分冷能进行合理利用,将能够产生巨大的经济效益。

① LNG冷能利用
在整个LNG产业版图中,大型LNG运输邮轮将液态的天然气从天然气生产国运输到天然气消费国。LNG远途海运都是采用常压低温的储存方式,所以LNG运输船不仅把能源运输到天然气消费国,还把宝贵的冷能运输到天然气消费国。如果这部分冷能能够完全利用,在常压下对LNG气化,液态的LNG(-162 oC)气化成天然气(0 oC)时,可利用的冷能大约为250 kW/t。

                                                图  LNG冷能利用示意图
如上图所示,蓝色虚线表示液态低温LNG液体管路,橙色虚线表示气态或混合态天然气管路。将高压或低压的LNG用直接或间接的方式引入到冷能用户,通过用户消耗冷能后,不仅可以取代冷能用户原本消耗的电能或其他形式的冷能,还能降低LNG接收站本身气化需要的热能。
② 冷能的梯度应用
在LNG接收站常压下LNG气化的过程中,天然气的温度从-162 ℃跨越到0 ℃。不同的冷能利用方式对应着LNG不同的温度范围,LNG冷能利用的方式总结如下图所示:
                                                       图  LNG冷能利用温度分布图
目前在中国LNG接收站的中,LNG冷能因为受到每一种LNG冷能利用的温度范围限制,无法做到LNG冷能的完全利用。除此之外,如果使用换热器将LNG能量转移给间接介质,目前中国市场中的不锈钢换热器很难实现160 oC的温度跨越。所以整合市场资源,合理规划,按照LNG气化过程中的温度梯度变化,可以实现LNG冷能的完全利用。
以1 t/h的LNG气化过程中梯度冷能利用为例,假设天然气用户主管道的压力为6 MPaG,冷能利用方案设计及各梯度之间可利用的能量如下表中总结所示:
 
表  LNG冷能的梯度应用
温度区域
Temperature range
-162~-100 oC -100 oC~-45 oC -45 oC~0 oC
可利用冷能
Available cold heat
64.5 kW﹒h 107.6 kW﹒h 38.9 kW﹒h
应用方式
Application method
空气分离
Air separation
冷能发电
Power generation
冷冻仓库
Cold storage
 
 
鼎程新能源携手中石油江苏接收站,将会投建第一个LNG冷能综合利用产业园。目前该项目已经进入可行性设计阶段,综合考虑温度梯度对LNG冷能充分利用的影响,实现LNG冷能的完全利用。
③ 规模化LNG冷能利用
鼎程新能源具有上节LNG冷能梯度应用中提出的每一种利用LNG冷能的工艺流程方案。除了针对LNG冷能用户自己的需求进行工艺方案设计之外,对于不同规模的LNG接收站或者小型LNG气化站,鼎程新能源会根据投资额度和回报周期的要求,给出最优化的设计方案。
以100 t/h的LNG接收站为例,假设LNG冷能利用为单一利用方案,气化后天然气主管道的压力为6 MPaG。下图是比较LNG冷能直接发电,间接发电,空气分离,轻烃分离和间接制冷等利用方案的初期投入及回报周期。该投资方案不包含征地费用及贷款利息。

                                                       图  冷能利用方案比较
以上五种LNG冷能利用的方案中,初期投入最小的方案是采用LNG冷能直接发电的方式,回报周期最短的方案是采用LNG冷能间接制冷的方式,而利润率较高的方案是空气分离或者轻烃分离。对于方案的选择和使用,最终决定于LNG接收站或者小型气化站的规模和对金融方案规划的要求。鼎程新能源具有提供LNG冷能利用金融方案最优化的能力。