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LNG冷能用于冰蓄冷空调的技术开发与应用研究

作　者: 林苑
导　师: 徐文东
学　校: 华南理工大学
专　业: 化学工程
关键词: LNG 冷能利用冰蓄冷空调工艺方案
分类号: TB657.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

液化天然气（LNG）以其高效节能、体积小、运输方便、清洁环保等特点而受到世界各国的关注，成为重要的战略储备能源。LNG船运及卫星气化站是LNG产业发展的有力支撑。LNG气化时释放大量冷能，约为830-860kJ/kg，折合电能约231kW·h/t。同时LNG卫星站附近往往建有大量公用建筑，日常生活办公、设备维护等需要消耗大量冷量。因此利用蓄冷空调技术将LNG气化冷量回收储存，就近用于气化站内的公用建筑，能够突破LNG气化供冷与冷能用户用冷时间、空间不同步的限制，提高LNG冷能利用率，节约大量制冷所消耗的电能。本文通过对蓄冷方式和LNG冷能回收方式的研究，确定了一套将LNG冷能用于冰蓄冷空调的两级冷媒冷量传递工艺设计方案。通过对比研究确定采用R404a为一级冷媒，30%的乙二醇水溶液为二级冷媒，并对关键设备进行了对比优选。用Aspen-plus软件对技术方案的LNG气化量1000Nm~3/h、1.6MPa的工况进行模拟研究，并对系统整体做火用分析，发现两台换热器的火用效率分别是30.88%和43.86%。通过对两台换热器的换热温差进行分析，LNG-R404a换热器由于温差较大导致较低的火用效率成为今后方案优化的重点。将该工艺方案用于梅林LNG站进行工程化设计。确定该工程方案的气化量为1500Nm~3/h，气化压力为1.6MPa。根据实际工艺流程，完成关键设备选型，得出LNG-R404a换热器与R404a-乙二醇水溶液两台换热器的热负荷均为242.3kW，换热面积分别为92.8m2和115.6m2，蓄冰池的规模为1000RTH。项目总投资273万元，投资回收期(税后)7.62年，表明该项目方案具有良好的经济效益。对工程方案进行工艺操作弹性分析以保证系统的安全可靠。工程方案的发展潜力分析，表明该方案冷能利用率高、节电效益好，符合国家节能减排政策。工艺方案的换热成撬技术和LNG制冷与电压缩制冷并联设计，使其具有较强的灵活性和实用性，值得全面推广。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-25
  1.1 研究背景  10-24
    1.1.1 LNG 冷能利用技术发展概况  15-18
    1.1.2 蓄冷空调技术的研究进展  18-23
    1.1.3 存在问题及解决措施  23-24
  1.2 研究目标及内容  24-25
    1.2.1 研究目标  24
    1.2.2 研究内容  24-25
第二章 LNG 冷能用于冰蓄冷空调的工艺设计  25-43
  2.1 LNG 冷能利用工艺设计  25-28
    2.1.1 LNG 冷能回收方式分析  25-26
    2.1.2 蓄冷方式比选  26-27
    2.1.3 初步工艺方案流程确定  27-28
  2.2 关键技术分析  28-32
    2.2.1 一级冷媒的比选  29-31
    2.2.2 二级冷媒的比选  31-32
  2.3 关键设备比选  32-36
    2.3.1 气化器  32-33
    2.3.2 换热器  33-34
    2.3.3 蓄冰池  34-36
  2.4 工艺方案的能效分析  36-41
    2.4.1 火用分析理论的概念及计算方法  36-39
    2.4.2 系统的火用效率计算及评价  39-41
  2.5 本章小结  41-43
第三章 LNG 冷能用于冰蓄冷空调的工程化设计  43-56
  3.1 梅林 LNG 站概述  43-46
  3.2 LNG 冷能用于冰蓄冷空调的工艺设计  46-48
    3.2.1 工程方案流程说明  46-47
    3.2.2 关键设备  47-48
  3.3 工艺操作弹性分析  48-49
  3.4 工艺方案的经济性分析  49-53
    3.4.1 初步投资估算  49-51
    3.4.2 经济效益估算  51-53
  3.5 工艺方案的实施现状分析  53
  3.6 工艺方案的发展潜力分析  53-54
  3.7 本章小结  54-56
第四章结论和建议  56-59
  4.1 结论  56-57
  4.2 建议  57-59
参考文献  59-64
攻读硕士学位期间取得的研究成果  64-65
致谢  65-66

LNG冷能用于冰蓄冷空调的技术开发与应用研究

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