LNG冷能利用现状及展望

冯俊杰 王自辰

摘 要：随着科技的进步和发展，世界各国对于液化天然气即LNG冷能的相关利用不断地投入人力和物力进行着技术性的开发及应用。文章从国内外对于液化天然气即LNG冷能利用的技术研究进展入手，对目前LNG冷能利用中存在的一些问题进行了分析，并针对目前存在的问题提出了若干解决措施。

关键词：液化天然气；冷能；利用；技术；产业化

液化天然气的英文缩写是LNG，所谓LNG指的是通过净化处理的相关技术将常规的天然气，经过冷冻后，处理为温度为零下163摄氏度的液体，这种处理后的天然气的体积是原来的1/625，经过这种技术的处理之后，对于天然气进行远距离的输送是十分有利的。通常状况下，LNG在运输到接收站以后需要经过气化处理为气态才可以投入使用，在气化处理的过程中，大约要释放出840KJ/kg的冷能。由此可以发现，对LNG冷能进行回收具有极高的经济效益、环境效益和社会效益，符合当今时代的可持续性发展的需求。因此，必须重视起对于LNG冷能的回收利用。

1 LNG冷能利用的相关技术进展

1.1 对LNG冷能利用的技术产业化进展

就目前的状况来看，国内外对于LNG冷能利用的研究成果还比较局限，冷能仅仅只被利用于冷库、干冰制备以及发电等单项技术层面上，并且利用效率不高，国内外还在进行着大量的研究，不少科学家对于LNG冷能利用的研究还在进行着，并且取得了一定的研究成果。但是目前我国对于LNG冷能的利用与发达国家相比仍然存在差距，比如，日本对于LNG冷能的研究成果相对成熟，对于LNG冷能的提取主要应用于出口。而在我国，LNG冷能产业起步很晚，但是，经过近几年的研究投入，LNG产业开始有了较快的发展，在制造冰雪、冷库以及空气分离等领域应用十分成熟。（表1）

表1 日本利用LNG冷能的空气分离装置

1.2 对LNG冷能的应用

对于LNG冷能的应用主要包括：低温发电领域的应用，即利用LNG冷能可以改变原有的电力循环系统达到提高发电效率的目的；空气液化分离技术的应用，与传统意义的空气分离办法相比可以有效的降低耗电量，做到能量的节省；在食品冷冻技术上，比传统的冷冻方法过程简单，能耗量小，能够产生较大的经济效益。作为我国大连来讲，使我国重要的港口，对冷库的需求十分大，在LNG冷能的相关应用上较为成熟。一些学者致力于LNG冷能在冷库方面的研究，对于冷能的利用效率和制备过程都有了很大的改进，比如，黄美斌等就提出了LNG冷能用于低温冷库的两种流程，通过对比发现：无相变流程为全液态运行状态，设备简单、易于控制，但泵功耗较大；有相变流程冷媒质量流量和功耗较小，但增大了管路直径和换热器尺寸，同时使得流程更复杂、控制更困难。

除此之外，LNG冷能还被广泛应用于一些药物、工业及城市废弃物和垃圾的低温粉碎、干冰制备、轻烃回收、相变蓄能、海水淡化以及空调与制冰技术中。同时，还提出了对于LNG冷能的梯级利用法，有效的提高了冷能在各个方面的利用效率。

2 LNG冷能利用中存在的若干问题

2.1 LNG冷能利用进展缓慢，利用方式单一

目前对于LNG冷能的利用范围十分广泛，但是，许多项目还处于规划和建设之中，工程的实施不能与接收站的运营相适应，做到同步的进行。而且利用方式上十分的单一，由于技术的限制，LNG冷能在开发和利用中不够充分，利用效率十分低下。

2.2 供气工艺技术落后

使用天然气供气前，通常需要用低温泵把压力较低的LNG压力升高，再通过加热以及气化技术的处理后使得天然气进入到管网中，通过大量的实践研究发现，在LNG达到大于8MPa压力的时候，可以将大约2/3的冷能转化成压力，但就目前的技术来讲，在转化的过程中，并不能够使资源得到充分的利用，产生较大的损耗和浪费，使得LNG冷能的利用率降低。

2.3 LNG接收站以及卫星站气化需求上与冷能用户需求在空间上和时间上的不同步

因为下游的燃气需求量跟季节以及昼夜变化相关，随着季节和昼夜的变化而产生波动，这导致了接收站在气化负荷的需求上出现较大的变化和浮动。然而，这种下游燃气的需求量和冷能用户对于冷能负荷的需求变化规律不符合，难以同步进行。而LNG的接收站在规划和设计的时候并没有考虑到冷能用户的因素，这就造成了时间上的不同步。而空间上的不同步指的是接收站在规划和设计中并没有考虑相关的利用项目，所设立的接收站或是卫星站面积十分有限，使得大规模的冷能利用难以实现。

3 对于LNG冷能利用中存在的问题的解决措施

3.1 积极进行相关的规划

在进行LNG冷能利用技术的开发过程中，要对各方面的因素进行合理的规划，综合各方面的因素对用户、LNG接收站、LNG卫星站进行科学的调查，排除困难，最大限度的提升LNG冷能的利用效率，减少损耗，避免浪费。比如，唐山的曹妃甸循环工业区在这方面就比较成功，在LNG冷能制备基地，既有中石化、中石油以及首钢等大型的国有企业参与，同时也有唐山市、曹妃甸经济区地方政府规划、招商引資的各种国有、民营、外资企业。各方相互合作，相互制约，极大地提高了基地建设的效益。

3.2 开发利用新的利用领域

必须对可以利用LNG冷能技术的新领域进行研究和拓展，目前对于LNG冷能的运用相对单一，不能使得大量的LNG冷能得到充分的利用，只有不断地开发出创新型的、高效率的、附加值更高的LNG冷能技术才能推动冷能产业的全面的、多元的发展。

3.3 积极研究和利用政府的相关扶持政策

由于考虑到LNG冷能技术存在的巨大潜力，政府对于相关研究的扶持力度很大。LNG冷能的利用可以产生较高的经济和社会效益，应用冷能技术的相关产业要充分利用政府的政策，积极争取到相关的扶持，积极进行相关技术研究，促进LNG冷能利用项目的发展。

4 结束语

合理的对LNG冷能进行利用对于社会的发展有着积极的推动意义，由于技术限制，巨大的冷能还未能得到较为充分的利用，面对目前LNG冷能技术利用方面的一些问题，我们必须积极的应对，做好规划工作，不断的开发利用冷能的全新领域，对于政府的政策进行分析和利用，不断地提高LNG冷能的利用效率，积极规划，实现LNG冷能技术的稳步利用和发展。

参考文献

[1]李桂春，张玉萍，倪利杰，等.浅谈我国LNG冷能利用技术的应用与发展[J].中国石油和化工标准与质量，2013，3：258.

[2]徐文东，段娇，陈运文，等.液化天然气冷能利用技术及其产业化进展[J].天然气化工（C1化学与化工），2013，5：79-84.