[发明专利]一种提高液化天然气冷能发电效率的集成优化方法

摘要

本发明公开了一种提高液化天然气冷能发电效率的集成优化方法。该方法包括以下步骤：(一)天然气直接膨胀发电系统；(二)冷媒朗肯循环发电系统；(三)冰水系统。该方法提高了液化天然气冷量回收率：本发明设计了冰水冷却系统，该工艺将LNG的冷能间接用来冷却冷水，不仅节省了现有系统的海水使用量，还可获得一定量的冰水提供给接受站区域内的厂房及大楼的空调送风冷却、压缩机机间冷却及燃气轮机的进气冷却等，节省了传统冷冻冰水机压缩制冷的电功耗。低温余热的回收利用，提高了LNG冷能发电效率：本发明将燃气电厂的低温余热引入系统中，用来加热天然气和冷媒工质，提高天然气和冷媒工质进透平膨胀机的温度，从而提高系统的发电效率。

主权项

一种提高液化天然气冷能发电效率的集成优化方法，其特征在于包括以下操作步骤：(一)天然气直接膨胀发电系统：(1)液化天然气与冷媒工质换热通过液化天然气泵把液化天然气加压成高压液体；将高压液体和在透平膨胀机中做功后的低压冷媒工质气体通过冷媒冷凝器换热，高压液体被气化成高压天然气，冷媒工质气体被冷凝成冷媒工质液体；(2)天然气加热在海水加热器中利用海水的热量对步骤(1)所得高压天然气进行加热，然后利用低温热源进一步加热，得到温度为75～88℃，压力为75～85kg/cm2的高温高压天然气；(3)天然气膨胀做功将步骤(2)所得的高温高压天然气通过透平膨胀机做功，做功后的天然气压力降低至20～25kg/cm2，温度降低至8～15℃，得到发电用天然气；(二)冷媒朗肯循环发电系统：(4)冷媒工质冷凝将步骤(1)所得冷媒工质液体经过冷媒泵加压至11～13kg/cm2，得到高压冷媒工质；(5)冷媒工质汽化将步骤(4)所得高压冷媒工质在冷媒/冰水换热器中与冰水系统的冰水回水进行换热，高压冷媒工质的冷量传递给冰水回水，降温后的冰水回水返回冰水系统；将换热后的高压冷媒工质通过冷媒蒸发器加热汽化，得到压力为8～9kg/cm2，温度为26～30℃的高压冷媒工质气体；所述加热汽化的热源为低温热源；(6)工质膨胀做功将步骤(5)所得高压冷媒工质气体通过透平膨胀机做功，驱动发电机发电，做功后的工质压力降低至0.3～0.5kg/cm2，温度降低至-36.1～-32.5℃，得到低压冷媒工质气体；(三)冰水系统：将步骤(5)中降温后的冰水回水由冰水槽经泵输送至液化天然气接受站区域的建筑内，与空调送风和压缩机机间冷却器做热交换，换热后冰水回水温度升高，然后返回至冷媒/冰水换热器中，与高压冷媒工质进行换热，降温后的冰水回水再返回冰水槽。