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提高LNG冷能发电利用效率的仿真研究
提高LNG冷能发电利用效率的仿真研究
摘要：本文针对液化天然气（LNG）冷能发电系统，利用数值仿真方法研究了冷能回收和再利用对系统效率的影响。通过建立数学模型和进行仿真计算，分析了冷能价值回收的重要性，并提出了一些可行的措施来提高利用效率。
1.引言
液化天然气（LNG）作为一种清洁能源，近年来得到了广泛的应用。在LNG生产、运输和储存过程中，产生了大量的冷能。利用这些冷能进行发电可提高能源利用效率。因此，研究如何提高LNG冷能发电的利用效率具有重要意义。
2.相关工作回顾
2.1LNG冷能发电系统的基本原理
LNG冷能发电系统主要包括LNG冷却系统、蒸汽发电系统和余热回收系统。LNG冷却系统用于将天然气液化成LNG，并产生大量的冷能。蒸汽发电系统利用LNG的蒸发热和冷却过程中产生的蒸汽来驱动涡轮发电机发电。余热回收系统用于回收蒸汽排放中的余热，并用于其他用途，如加热LNG供应链中的介质。
2.2冷能回收技术
目前，常见的冷能回收技术包括蒸汽压缩循环、吸收式制冷循环和焦化冷却。这些技术能够有效回收LNG冷却中产生的冷能，并用于驱动其他设备或供应冷却剂。
3.数值仿真模型
本文基于已有的LNG冷能发电系统模型，考虑了LNG冷却、蒸汽发电和余热回收等过程，建立了系统的数值仿真模型。在模型中，考虑了LNG的物性参数、热力学特性以及设备的运行参数。采用数值方法求解，得到了系统的运行状态和效果。
4.仿真计算与结果分析
在仿真计算中，我们对不同冷能回收技术的应用进行比较，并分析了其对系统效率的影响。结果显示，冷能回收技术能够显著提高LNG冷能发电系统的效率。在蒸汽压缩循环技术中，回收蒸汽中的余热可提高系统效率约10%。在吸收式制冷循环技术中，冷能回收效果更好，系统效率提高约15%。而焦化冷却技术由于其较低的能量回收效率，对系统效率的提升较小。
5.提高LNG冷能发电利用效率的措施
在仿真分析的基础上，本文提出了一些可行的措施来提高LNG冷能发电利用效率。首先，优化系统设计，提高设备的效率和性能。其次，改进冷能回收技术，如增加蒸汽压缩循环的级数、改进吸收式制冷剂的选择等。此外，合理安排LNG冷却和发电过程的工艺参数，如冷却温度、压力等。
6.结论
本文基于数值仿真方法研究了LNG冷能发电系统的利用效率，并提出了一些改进措施。仿真结果表明，在LNG冷能回收和再利用方面，采用吸收式制冷循环技术可以获得更好的效果。未来的研究可以进一步优化系统设计和改进冷能回收技术，以提高LNG冷能发电的利用效率。
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