单级朗肯循环与双级朗肯循环冷能发电方案对比

作     者：冷晓熳 

作者机构：中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院 

出 版 物：《油气储运》 (Oil & Gas Storage and Transportation)

年 卷 期：2025年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 082003[工学-油气储运工程] 

主　　题：LNG接收站 冷能发电 单级朗肯循环 双级朗肯循环 

摘      要：[目的]随着中国低碳与新能源转型步伐的进一步加快，LNG接收站建设发展更加迅速。LNG在气化过程中能够释放大量冷能，充分利用LNG冷能符合“双碳战略的要求。冷能发电是最值得推广应用的冷能利用方式，其存在多种技术路线，在其中选择适用于国内LNG接收站的技术路线十分重要。[方法]以待建的某LNG接收站冷能发电项目为例，对单级朗肯循环、双级朗肯循环并联、双级朗肯循环混联系统的冷能发电技术路线进行分析，在热力学性能、经济性、可靠性、操作运维等方面进行综合对比，以确定最优方案。[结果]通过对比分析发现，在热力学性能方面，双级朗肯循环混联系统表现最优，其平均净输出功率为4 037 kW，（火用）效率达到29.2%，双级朗肯循环并联系统次之，单级朗肯循环系统最差。在经济性方面，单级朗肯循环系统和双级朗肯循环混联系统的资本金内部收益率相近，分别为6.78%、6.90%；双级朗肯循环并联系统资本金内部收益率最低，经济性最差。在可靠性、操作运维方面，单级朗肯循环系统的现场操作控制更加简便，可靠性更高，更易于LNG接收站的操作运维，且占地面积较小；双级朗肯循环混联系统和双级朗肯循环并联系统操作复杂，占地面积较大。考虑实际工程应用，推荐采用单级朗肯循环冷能发电技术路线。[结论]LNG接收站主要生产任务为LNG的储存与气化外输，冷能发电装置在LNG接收站亦作为LNG气化设施使用，其稳定运行非常关键，因此在选择冷能发电技术路线时，除考虑热力学性能、投资收益率外，还需重点关注冷能发电系统的可靠性与现场操作运维的便利性。研究成果可为中国LNG接收站冷能发电装置技术路线的选择提供理论参考。