梁應乾（昆山市利通天然氣有限公司，江蘇 昆山 215300）

液化天然氣冷能利用發(fā)電技術淺析

梁應乾
（昆山市利通天然氣有限公司，江蘇 昆山 215300）

天然氣作為一種污染少而利用價值高的燃料，在國際社會中受到了較大的關注，對其使用方法的研究也從不同的角度深入。在天然氣開發(fā)過程中，需要進行一定的除雜質過程，然后進行液化處理運輸?shù)?。在使用中，液化天然氣的場文化過程會伴隨有較大的能量釋放，對于其冷能利用及發(fā)電技術的發(fā)展，在很大程度上提高了其利用的效率。

液化天然氣；冷能利用；發(fā)電技術

一、液化天然氣冷能利用發(fā)電技術的基本原理

天然氣作為一種清潔能源，其燃燒效率相對較高，并且熱能值也較高，對于環(huán)境的污染較少，是世界上使用較多的一種能源。天然氣運輸?shù)倪^程中，要經過液化處理，而使用時要再進行常溫化，在這一過程中會有大量的冷能釋放，對其收集和利用能夠有效的提高其使用的效率，也有效的降低能量消耗，從而保證經濟效益和社會效益的實現(xiàn)。將液化天然氣所蘊含的冷能應用于發(fā)電，能夠有效的提高其整體的利用效率，也能夠在很大程度上保證電力供應的有效性。

對于液化天然氣冷能的利用主要是對其和環(huán)境的溫度差以及壓力差等的應用，將其從液化轉向氣化的冷能量予以收集和利用。通過對液化天然氣所蘊藏的冷能的分析，通過技術手段的應用來提高其回收率并且提高其利用的效率，對于社會經濟的發(fā)展有著重要的意義。天然液化氣冷能利用發(fā)電技術，是對其能量的一種數(shù)量上的計算和分析，通過數(shù)字來揭示和展示其內部能量的量與質，并且結合熱力學等相關原理有效減少能量的損耗，實現(xiàn)對冷能的合理利用。此外，天然氣液化的過程是一個高能耗的過程，對于其裝置以及冷能利用的裝置等都提出了一定的要求，這都會對能量的處理和利用產生直接的影響。在天然氣運輸設備分析的基礎上，能夠通過多種技術的應用來實現(xiàn)其冷能發(fā)電技術的應用，提高其利用的整體水平。

二、液化天然氣冷能利用發(fā)電技術種類

液化天然氣冷能利用發(fā)電技術的應用，是在冷能回收的基礎上實現(xiàn)的一種動力循環(huán)發(fā)電。實踐中，較為成熟的技術主要有直接膨脹法、二次媒介法等。直接膨脹法是在液化天然氣冷能利用中較為常見的一種方式，它貫穿于天然氣液化以及常溫化的過程中，通過膨脹的方式實現(xiàn)對外做工。這一方式的應用的過程是比較簡單的，對于設備的需求也相對較少。但是其缺點在于未能充分利用液化天然氣所釋放出的冷能，其發(fā)電的效率也相對較差，單獨應用的效果是比較差的。二次媒體法是冷能利用發(fā)電的另一重要方法，它是把液化天然氣作為一種冷凝液，然后在利用冷凝器，將冷能進行二次轉化，充分利用其與環(huán)境的溫差，提高其做工的效率。這種方法應用時，所選擇的工作媒體不同，對于冷能利用的效率會產生不同的影響。為了更好的提高冷能利用發(fā)電的功率，混合媒體的應用來提高冷能收集和利用的效率是一種最佳的選擇。在冷能利用發(fā)電中，聯(lián)合法以及氣體動力循環(huán)法是另外兩種較為常見的方式，前者是將直接膨脹法和二次媒體法予以綜合應用，從而將膨脹做工與動力循環(huán)相結合，從而提高冷能的利用率；后者是通過透平發(fā)電系統(tǒng)綜合應用壓縮機、氮氣透平等設備來提高冷能收集利用的效率，同時增加熱能的輸出，提高發(fā)電的功率。

隨著技術的發(fā)展，為了更好的實現(xiàn)液化天然氣冷能的利用，發(fā)電技術也有利較大的發(fā)展和進步。當前低溫半導體發(fā)電技術是對天然氣冷能利用的一種發(fā)展，它是在半導體材料熱點性的基礎上，對換熱器等進行改進，使其材質能夠產生更好的發(fā)熱和發(fā)電效果，并且采取必要的密封措施，在發(fā)電過程中，通過噴淋等形式來實現(xiàn)溫差的傳遞，提高發(fā)電的整體效果。在發(fā)電技術應用中，溫差是冷能利用中較為常見的方式，它是綜合利用溫差發(fā)電聯(lián)合動力裝置來提高液化天然氣釋放的冷能，并且通過溫度的變化來增加透平機的功率輸出，實現(xiàn)動力的循環(huán)利用，從而提高發(fā)電的整體功率。將液化天然氣冷能應用于光伏技術結合，是當前發(fā)電技術的一個發(fā)展方向。為了滿足發(fā)電的需求，對太陽電池進行一定的處理，使其能夠與低溫液化天然氣之間實現(xiàn)一種熱量和能量的轉化，綜合利用溫差的轉化以及天陽電池的作用將能量轉化為電能，以提高發(fā)電的功率。聯(lián)合系統(tǒng)發(fā)電是在液化天然氣冷能利用的基礎上，將燃料電池和動力循環(huán)系統(tǒng)有機結合，使冷能回收利用的效率相對提升，并且有效的將其轉化為電能，實現(xiàn)一種能量上的梯級利用。這種系統(tǒng)的綜合應用，實現(xiàn)了天然氣冷能的利用，也能夠有效的提高能量轉化的整體效率，實現(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)綜合性能的提升。此外，集成優(yōu)化也是天然氣冷能發(fā)電的一種技術發(fā)展方向。該種技術是將直接膨脹、動力循環(huán)以及冰水系統(tǒng)三者有機結合，通過冷水系統(tǒng)的應用來提高冷能回收率，有效減少海水等媒介的使用，使其能耗相對減少，并且對于低溫余熱有效的回收，從而提高發(fā)電的效率。此外，還有一些對發(fā)電系統(tǒng)和發(fā)電設備進行改進的方法，其最終的目的都是對冷能進行更好的收集利用，以提高其發(fā)電的整體功率，減少對環(huán)境的污染，實現(xiàn)經濟與環(huán)境效益的統(tǒng)一。對于設備的改進和完善，是從系統(tǒng)整體的角度出發(fā)，不斷完善冷能回收裝置的同時，也對發(fā)電設備予以改進和完善，在此基礎上綜合應用冷能利用技術的新發(fā)現(xiàn)，能夠有效的提高冷能利用效率，也實現(xiàn)發(fā)電功率的提升。

結語

液化天然氣中蘊含著豐富的能量，在其運輸和使用的過程中，會有大量的冷能釋放，對于該種冷能的綜合利用成為關注的重點。如何提高該種冷能的收集率，實現(xiàn)能量的有效轉化和利用，將該種能量轉化為熱能以滿足人們的生活需求。冷能發(fā)電技術的應用在一定程度上實現(xiàn)了對冷能的回收利用，能夠實現(xiàn)經濟效益的最大化。但是液化天然氣冷能利用發(fā)電技術的發(fā)展和進步對于冷能利用整體效率的提升有著重要的影響。在實踐中，隨著技術的發(fā)展，有了發(fā)電技術的新發(fā)展，通過冷能回收利用系統(tǒng)的改進和完善，減少能量的損耗，并且綜合利用新型材料等來提高冷能的回收效率，通過內部的動力循環(huán)及其太陽能技術的應用將其更多的轉化為電能，從而整體上提高發(fā)電的功率，實現(xiàn)冷能利用的綜合效益。

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