液化天然气冷能利用发电技术浅析

梁应乾（昆山市利通天然气有限公司，江苏 昆山 215300）

液化天然气冷能利用发电技术浅析

梁应乾
（昆山市利通天然气有限公司，江苏 昆山 215300）

天然气作为一种污染少而利用价值高的燃料，在国际社会中受到了较大的关注，对其使用方法的研究也从不同的角度深入。在天然气开发过程中，需要进行一定的除杂质过程，然后进行液化处理运输等。在使用中，液化天然气的场文化过程会伴随有较大的能量释放，对于其冷能利用及发电技术的发展，在很大程度上提高了其利用的效率。

液化天然气；冷能利用；发电技术

一、液化天然气冷能利用发电技术的基本原理

天然气作为一种清洁能源，其燃烧效率相对较高，并且热能值也较高，对于环境的污染较少，是世界上使用较多的一种能源。天然气运输的过程中，要经过液化处理，而使用时要再进行常温化，在这一过程中会有大量的冷能释放，对其收集和利用能够有效的提高其使用的效率，也有效的降低能量消耗，从而保证经济效益和社会效益的实现。将液化天然气所蕴含的冷能应用于发电，能够有效的提高其整体的利用效率，也能够在很大程度上保证电力供应的有效性。

对于液化天然气冷能的利用主要是对其和环境的温度差以及压力差等的应用，将其从液化转向气化的冷能量予以收集和利用。通过对液化天然气所蕴藏的冷能的分析，通过技术手段的应用来提高其回收率并且提高其利用的效率，对于社会经济的发展有着重要的意义。天然液化气冷能利用发电技术，是对其能量的一种数量上的计算和分析，通过数字来揭示和展示其内部能量的量与质，并且结合热力学等相关原理有效减少能量的损耗，实现对冷能的合理利用。此外，天然气液化的过程是一个高能耗的过程，对于其装置以及冷能利用的装置等都提出了一定的要求，这都会对能量的处理和利用产生直接的影响。在天然气运输设备分析的基础上，能够通过多种技术的应用来实现其冷能发电技术的应用，提高其利用的整体水平。

二、液化天然气冷能利用发电技术种类

液化天然气冷能利用发电技术的应用，是在冷能回收的基础上实现的一种动力循环发电。实践中，较为成熟的技术主要有直接膨胀法、二次媒介法等。直接膨胀法是在液化天然气冷能利用中较为常见的一种方式，它贯穿于天然气液化以及常温化的过程中，通过膨胀的方式实现对外做工。这一方式的应用的过程是比较简单的，对于设备的需求也相对较少。但是其缺点在于未能充分利用液化天然气所释放出的冷能，其发电的效率也相对较差，单独应用的效果是比较差的。二次媒体法是冷能利用发电的另一重要方法，它是把液化天然气作为一种冷凝液，然后在利用冷凝器，将冷能进行二次转化，充分利用其与环境的温差，提高其做工的效率。这种方法应用时，所选择的工作媒体不同，对于冷能利用的效率会产生不同的影响。为了更好的提高冷能利用发电的功率，混合媒体的应用来提高冷能收集和利用的效率是一种最佳的选择。在冷能利用发电中，联合法以及气体动力循环法是另外两种较为常见的方式，前者是将直接膨胀法和二次媒体法予以综合应用，从而将膨胀做工与动力循环相结合，从而提高冷能的利用率；后者是通过透平发电系统综合应用压缩机、氮气透平等设备来提高冷能收集利用的效率，同时增加热能的输出，提高发电的功率。

随着技术的发展，为了更好的实现液化天然气冷能的利用，发电技术也有利较大的发展和进步。当前低温半导体发电技术是对天然气冷能利用的一种发展，它是在半导体材料热点性的基础上，对换热器等进行改进，使其材质能够产生更好的发热和发电效果，并且采取必要的密封措施，在发电过程中，通过喷淋等形式来实现温差的传递，提高发电的整体效果。在发电技术应用中，温差是冷能利用中较为常见的方式，它是综合利用温差发电联合动力装置来提高液化天然气释放的冷能，并且通过温度的变化来增加透平机的功率输出，实现动力的循环利用，从而提高发电的整体功率。将液化天然气冷能应用于光伏技术结合，是当前发电技术的一个发展方向。为了满足发电的需求，对太阳电池进行一定的处理，使其能够与低温液化天然气之间实现一种热量和能量的转化，综合利用温差的转化以及天阳电池的作用将能量转化为电能，以提高发电的功率。联合系统发电是在液化天然气冷能利用的基础上，将燃料电池和动力循环系统有机结合，使冷能回收利用的效率相对提升，并且有效的将其转化为电能，实现一种能量上的梯级利用。这种系统的综合应用，实现了天然气冷能的利用，也能够有效的提高能量转化的整体效率，实现发电系统综合性能的提升。此外，集成优化也是天然气冷能发电的一种技术发展方向。该种技术是将直接膨胀、动力循环以及冰水系统三者有机结合，通过冷水系统的应用来提高冷能回收率，有效减少海水等媒介的使用，使其能耗相对减少，并且对于低温余热有效的回收，从而提高发电的效率。此外，还有一些对发电系统和发电设备进行改进的方法，其最终的目的都是对冷能进行更好的收集利用，以提高其发电的整体功率，减少对环境的污染，实现经济与环境效益的统一。对于设备的改进和完善，是从系统整体的角度出发，不断完善冷能回收装置的同时，也对发电设备予以改进和完善，在此基础上综合应用冷能利用技术的新发现，能够有效的提高冷能利用效率，也实现发电功率的提升。

结语

液化天然气中蕴含着丰富的能量，在其运输和使用的过程中，会有大量的冷能释放，对于该种冷能的综合利用成为关注的重点。如何提高该种冷能的收集率，实现能量的有效转化和利用，将该种能量转化为热能以满足人们的生活需求。冷能发电技术的应用在一定程度上实现了对冷能的回收利用，能够实现经济效益的最大化。但是液化天然气冷能利用发电技术的发展和进步对于冷能利用整体效率的提升有着重要的影响。在实践中，随着技术的发展，有了发电技术的新发展，通过冷能回收利用系统的改进和完善，减少能量的损耗，并且综合利用新型材料等来提高冷能的回收效率，通过内部的动力循环及其太阳能技术的应用将其更多的转化为电能，从而整体上提高发电的功率，实现冷能利用的综合效益。

[1]王坤，鲁雪生，顾安忠.液化天然气冷能利用发电技术浅析[J].低温工程，2005 （01）.

[2]贺红明，林文.基于LNG冷能的发电技术[J].低温与超导，2006（06）.

[3]李杰，任建国. LNG冷能发电技术的初步研究[J].科技信息，2010（09）.

[4]夏永强，高为.张磊.基于液化天然气接收站的冷能发电简析[J].化学工业，2013（11）.

[5]陈利琼，许培林，孙磊，董文浩，马凯.LNG冷能发电技术现状分析[J].天然气与石油，2013（06）.

TM619

A