LNG冷能用于冷库的系统设计及分析

    0   引言

    LNG ( Liquefied Natural Gas) 气化过程中产生的冷能利用在我国是一个新兴的产业. 据测算，每吨 LNG 气化将释放出 830 ～860 MJ 的冷能. 在 LNG 气化站，通常这些冷能在气化器中随海水被舍弃了，造成冷量的损失. LNG 的接收站和气化站大都设在港区，而在港口附近一般也都设有中大型冷库，这为回收 LNG 冷能用于冷库提供了有利的条件. 福建 LNG 总体项目包括 LNG 专用码头、LNG接收站和输气干线、LNG 燃气电厂、五城市燃气用户等大型工程. 其中，LNG 专用码头、接收站和部分气化站于湄州湾北岸莆田秀屿港区，其一期工程接收站年接收能力为 260 万 t LNG; 二期工程设计规模将达500 万t/年［1］. 如果能将部分 LNG 气化站冷能作为冷库的冷源，既可节省压缩式制冷装置的投资，又可减少电耗，经济效益和社会效益十分可观.

    1 国内外 LNG 冷能利用及应用方式

    1. 1 国外 LNG 冷能利用

    国外 LNG 冷能利用技术已相当成熟. 目前世界上11 个国家和地区共有38 个 LNG 气化站在运行，其中日本 23 个［2］. 日本在利用 LNG 进行空气分离、冷能发电、干冰制造和冷库冷藏等方面已有 30多年的历史，是最早开发 LNG 冷能利用技术的国家之一. 日本神奈川县根岸基地的金枪鱼超低温冷库，开始营业至今效果良好. 在韩国、澳大利亚和我国台湾地区也都有 LNG 冷能的应用实例，如韩国蔚山大学应用 LNG 冷能实现轻烃分离［3］. 美国、法国、挪威等国家，虽然相继开发了 LNG 机车、船舶等以 LNG 为燃料的运输工具，但回收利用 LNG 冷能，特别是应用于冷库的实例并不多.

    1. 2 国内 LNG 冷能利用

    国内首个试点项目广东大鹏湾 LNG 接收站目前已投产. 两个在建项目是福建 LNG 总体项目和上海 LNG 项目，另有六个 LNG 项目待批. 根据中海油规划，将在广东大鹏湾、福建莆田、浙江宁波和上海市等城市设四个 LNG 接收站，建设空气分离项目和民用取冷项目，2010 ～2015 年完成各 LNG 接收站冷能综合利用的建设和开发. 其中，第一个 LNG 冷能综合利用示范项目是中美合资的福建莆田空分项目，设计日耗冷能 100 万 MJ，日产液氧 250 t、液氮340 t 和液氩10 t，计划2009 年完工投产.随后将相继投资建设冷能发电、废旧轮胎深冷粉碎、海水淡化、干冰制造、冷冻和保鲜物流项目，计划于 2015 年前完成［3］. 目前，国内冷库基本上是采用蒸汽压缩式制冷装置，将 LNG 冷能用于冷库尚未见诸报道.

    2   LNG 冷能用于冷库的实现模式

    LNG 用于空分装置，冷能发电和冷库是在不同能级下的冷能利用. LNG 气化站的气化压力较低，一般为 0. 6 MPa 左右，因此冷库是一种比较适合 LNG 气化站的冷能利用方式.