基于Aspen Plus的液化天然气冷能利用模拟分析

摘要

随着我国工业化程度和节能减排工作的不断发展，能源尤其是清洁能源的需求和使用问题越来越突出。天然气做为能源使用，具备高效和清洁的双重优点，近年来在国内得到大幅应用。为了便于储存和运输，天然气需被液化成低温的液化天然气(LNG)，在供给用户使用时，再将LNG气化使用。LNG气化过程中放出大量的冷量，如果不能合理利用这部分冷能，既造成能源的浪费，又造成海水的冷污染。因此，需要对LNG冷能的综合利用进行研究。　　本文介绍了LNG冷能的不同利用方式，在各种LNG冷能利用方式研究的基础上，阐述了LNG冷能的评价方法，对冷量(炯)的影响因素进行了分析。以空气分离系统和冷库系统冷能为例，进行了详细的冷能应用分析，并构建了LNG冷能用于空气分离和冷库系统的流程。　　采用流程模拟软件Aspen Plus对建立的LNG冷能用于空气分离系统和冷库系统采用序贯模块法进行模拟。根据模拟的结果，对空气分离的影响因素液氮抽取比例和氮气压缩机出口压力进行了分析，并得出最佳的工况。采用软件对传统电制冷方式进行模拟并与新的冷库系统进行比较，分析了LNG冷能方式下冷库的节能价值。　　根据大连LNG接收站容纳能力以及大连地区的实际情况，对LNG换热器进出口不同温度点下空气分离和冷库系统消耗的LNG量进行模拟，采用(炯)分析的方法对LNG换热器的(炯)损进行计算，为梯级利用建立数据基础。根据上述计算结果，本文建立了LNG冷能用于空分—冷库的梯级利用系统，对梯级利用过程中不同温度节点的LNG消耗量和电消耗量进行比较，并通过(炯)分析方法分析梯级利用系统LNG换热器的(炯)损及单位LNG消耗量的(炯)损，得到最佳利用温度点。