利用LNG冷能与Brayton循环及ORC联合发电系统模拟研究

摘要

为了减少电厂二氧化碳排放以及对液化天然气(LNG)冷能进行合理利用,基于"温度对口、梯级利用"原理,文章构建了一套LNG冷能用于富氧燃烧联合循环发电同时进行碳捕获的集成系统,采用富氧燃烧的方式,综合考虑能源的梯级利用,高品位热能首先在高温热力循环(燃气轮机)中做功,然后与氮气Brayton循环、R245fa有机朗肯循环串联,通过对系统流程和参数的综合优化,各循环实现合理的匹配,减小了系统的不可逆损失,从而达到系统性能最优.同时利用LNG的冷能将烟气中的CO2液化回收,完成低成本的碳捕获过程.文章利用Aspen-plus模拟软件对该集成系统进行了模拟计算,并做了优化分析,得到在优化工况下系统总发电功率为469.8MW,总发电效率为58.25％,循环热效率为46.91％,系统(通)效率为40.39％,LNG冷能利用率为61.02％.