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LNG的物理特性及冷能利用浅析 　　摘 要：随着新能源的安全和再利用问题的日益严重，天然气的开发和利用在国内被广泛推广。天然气是一种既环保又清洁的燃料能源，它不仅燃烧热值高，而且燃烧产物低碳环保，在未来的发展过程中将替代石油和煤等一些高成本的燃料。不仅如此，液化天然气技术的飞速发展更加放大了天然气的优点，使得它在更多领域中应用和推广。天然气不但与人们的居家生活密切相关，而且对社会生产带来积极影响和可观利润。文章介绍了液化天然气的基本物理性质以及LNG冷能的几种利用方法，以达到合理利用LNG冷能，节约能源的目的。 　　关键词：LNG;物理特性;冷能利用;发展趋势 　　中图分类号： TU24 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）33-184-2 　　1 何为液化天然气 　　液化天然气英文名liquefied natural gas，是以甲烷为主的无色无味、无毒低温混合液体。所谓液化天然气（LNG）就是将气田生产的天然气经过脱水、脱碳、脱酸、脱汞等净化工艺处理后，再利用膨胀或加压节流制冷技术，在零下145℃-160℃变成液态天然气，此时它的体积也约为原来的1/625。 　　LNG的物理特性如下： 　　分子量 173 气化温度 -162.3℃ 常压 1053bar 　　临界温度 -82.5℃ 爆炸极限 上限 15.77% 下限 4.91% 　　液相密度 440kg/m3 气相密度 0.6～0.7kg/Nm3 　　燃点 650℃ 热值 8500～9200kca/Nm3 　　气化潜热 121.87kca/Nm3 燃烧势 45.18cp 华白数 54.23MJ/Nm3 　　2 液化天然气的优点 　　①存储效率高、占地面积小、投资少。②有利于调节城市燃气负荷，生产过程中释放出的冷量可以作冷能、冷冻、温差发电等。③便于运输。有专用槽车、火车等运输。④可做优质燃料与汽柴油相比抗爆性好、燃烧完全、排污少，发动机寿命长可以有效降低运输成本。⑤减少城市污染、保护环境，相对密度小、易扩散 ，使用安全。⑥不含硫、粉尘，降低温室效应。⑦价格低，1立方LNG是1升0号柴油市场零售价的60%。 　　3 液化天然气的冷能利用 　　生产一吨液化天然气的动力及公用设施耗电量约为850kw?h。在LNG接收站通过气化器复温时会释放出大量的冷能（约为830-860kJ），这部分冷能通常被海水或者空气吸收，不仅造成了冷能的浪费，甚至造成环境污染。如果将这部分冷能回收利用，那么每吨LNG可利用的冷能折合电量约为240kw.h。若一座600万t/a的LNG接收站，每年可利用的冷能约为14.4亿kw.h，而且这种冷能具有很高的利用价值。 　　3.1 冷能原理 　　由于液化天然气是常压低温（-162℃）或者高压低温（-148℃，0.35MPa）存储的液体，它同周围环境存在温度差与压力差，液化天然气从液相到气相的转化过程中要释放冷量，吸收热量。就是这种利用温差所得到的能量在工程热力学原理中我们称之为冷能。实际上还是遵循了能量守恒定律。 　　3.2 LNG冷能应用中的注意事项 　　选择利用LNG冷能的工艺过程应充分利用其-160～-150℃的低温，工艺过程温度越低越好;冷能利用工厂的位置尽量靠近LNG接收站或者气化站，可以降低管道建设成本和压力、温度损失;LNG冷能利用要保证足够的安全性，避免泄漏形成爆炸性气体，在设计和施工中要考虑防爆性能，保证安全运行。 　　3.3 LNG冷能利用方式 　　LNG冷能利用按过程可以分为两类：直接利用和间接利用。直接利用包括发电、低温空分、冷冻仓库、海水淡化、制造液化二氧化碳、轻烃回收、制造冰雪、空调和低温养殖、栽培等;间接利用包括空分后的液氮、液氧、低温干燥、污染处理、冷冻干燥及冷冻食品等。 　　3.3.1 冷能的直接利用 　　①LNG冷能发电 　　据能源利用方式的不同可以分为：a用LNG冷能来改善现有各种发电动力循环系统。针对汽轮机入口空气湿度的不同，整个循环的输出功有不同程度的增加。相对湿度小于30%的系统，其输出功率将会增加8%，而相对湿度是60%的系统，其输出功率将增加6%。b用LNG冷能的相对独立的低温动力循环。LNG冷能将循环的温度范围拓展到低温领域，而一般工业余热或环境温度则成为低温动力循环的高温热源。目前，回收利用LNG冷能来发电系统主要有以下几种方式： 　　直接膨胀法：参见图一。 　　lt;E：＼123＼中小企业管理与科技?下旬刊201611＼1-197＼100-1.jpggt; 　　图一 　　这种方法循环过程简单，所需设备少，但效率不高，发电功率小。 　　二次冷媒法：这是利用中间载热体的朗肯循环冷能发电。参见图二。