液化天然气冷能在制冷行业中的应用

　　随着经济的快速发展，低温冷冻冷藏库越来越广泛地在农业、水产、食品等行业中应用，但随之而来的能耗也不断增长，面对能源日益紧张的局面，节约能源成为各行各业的一个重大课题。回收利用液化天然气(LNG)的冷能作为冷冻冷藏库的冷源无疑是节约能源、保护环境的一种有益的探索。

　　1 回收利用LNG冷能的意义

　　(1) 回收并综合利用液化天然气冷能，有利于保护环境，减少污染物排放。通常情况下，液化天然气使用前需将其变为气体然后作为热源使用。将LNG变为可直接利用的天然气(NG)，一般采用汽化器进行，LNG与海水或空气进行热交换，释放大量冷能给海水或空气，这既浪费冷能，也影响海洋生物环境。另一方面，冷冻冷藏库保持低温环境需要耗费大量的电能或热能作为补偿，这些电能和热能需耗费大量的煤、油或其它燃料，燃料燃烧过程会产生大量的废气、废水和固体废物，这些废物会对生物的生存环境带来不利影响。回收利用液化天然气的冷能作为冷冻冷藏库的冷源，可减少冷库使用的电能或热能，从而减少各种污染物排放，保护环境。

　　(2) 节约能源。回收和利用液化天然气冷能，作为冷冻冷藏库或其它项目的冷源，一方面可减少传统蒸汽压缩式制冷系统或吸收式制冷系统的电能或热能的耗费，从而有利于缓解能源紧张; 另一方面，可减少液化天然气液体变气体过程的大量冷能无效释放带来的浪费。

　　2 液化天然气(LNG)的特性

　　LNG是由甲烷、乙烷、氮、丙烷等组成的低温液体混合物，无毒、无味、无腐蚀性，其体积是同质量天然气的1/600，其重量为同体积水的45%，一般储存温度为-162℃。LNG汽化时吸收的热量约为840kJ/kg。LNG特性与其组成有关。通常，LNG液体需变为气态才能被利用。原料天然气需经过脱酸、脱水、脱重烃、脱汞等杂质处理过程，再经低温工艺压缩、绝热膨胀为液化天然气，然后液化天然气经过船运或管道输送到LNG接收站，LNG在汽化器中与海水或空气进行热交换，释放大量冷能，变为天然气才能被利用。

　　3 LNG冷能火用分析

　　火用分析可解释能量系统的不可逆损失分布、成因和大小，为合理利用LNG冷能提供理论基础。LNG冷能火用E_x可分为压力不变时，由温度变化引起的低温火用E_x，th; 环境温度不变时，因系统压力变化引起的压力 火用E_x，p，即:E_x=f (T，P)=E_x，th+E_x，p。

　　(1) 环境温度的影响。

　　当压力不变，环境温度升高时，LNG低温火用、压力火用、总能量火用均增大(见图1) 。