LNG產(chǎn)業(yè)鏈能效優(yōu)化：ORC廢熱發(fā)電與冷能梯級利用高效換熱
液化天然氣（LNG）是重要的清潔能源，產(chǎn)業(yè)鏈存在可觀的能源優(yōu)化空間。一方面，LNG動力系統(tǒng)會產(chǎn)生大量中高溫廢熱；另一方面，LNG氣化過程釋放出巨量高品質(zhì)冷能。將這些原本被浪費(fèi)的廢熱與冷能有效回收利用，對于提升LNG產(chǎn)業(yè)鏈的能效、降低運(yùn)營成本和減少環(huán)境影響都具有實(shí)際價值。
一、 LNG動力廢熱發(fā)電：ORC技術(shù)
相比傳統(tǒng)水蒸汽循環(huán)，ORC采用低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)（如環(huán)戊烷、R245fa等）作為循環(huán)工質(zhì)，具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、安全性高以及適用熱源溫度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)不同的工質(zhì)選擇和系統(tǒng)配置優(yōu)化，ORC系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)10%-15%的廢熱能電能轉(zhuǎn)化率。ORC系統(tǒng)能否高效穩(wěn)定運(yùn)行，內(nèi)部的熱交換設(shè)備性能非常重要。
回?zé)崞?/b>：回收膨脹做功后工質(zhì)余熱，用于預(yù)熱進(jìn)入蒸發(fā)器的液態(tài)工質(zhì)，提升整體效率。
冷凝器：將膨脹做功后的低壓氣態(tài)工質(zhì)冷凝為液態(tài)，釋放冷凝潛熱，為工質(zhì)泵提供入口條件。
高效換熱器：保障ORC穩(wěn)定運(yùn)行
板翅式換熱器（PFHE）及板殼式換熱器（Shell Plate HX），結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱性能優(yōu)異且承壓能力強(qiáng)，可作為ORC系統(tǒng)的蒸發(fā)器、回?zé)崞骱屠淠鳌?/span>
在某LNG船舶項(xiàng)目中，沈氏科技提供的PFHE預(yù)熱器成功應(yīng)用于240℃/40 Bar工況，高效處理功率達(dá)12,000 kW的環(huán)戊烷工質(zhì)蒸發(fā)過程。
二、LNG冷能高效利用
沈氏科技印刷電路板式換熱器（PCHE）和板殼式換熱器這兩類高效換熱器，能夠充分滿足LNG及乙烷等低溫流體冷能在各種復(fù)雜應(yīng)用場景下對換熱設(shè)備高效、緊湊、可靠的技術(shù)要求。
沈氏科技板殼式換熱器結(jié)合了板式換熱器高效與管殼式換熱器耐高壓、耐寬溫域的優(yōu)勢，同樣具備優(yōu)異的承壓能力和大流量流體處理能力，并提供多種金屬材質(zhì)選擇以滿足耐腐蝕、耐高溫等嚴(yán)苛工況需求，適用于中大流量、中高壓的工藝?yán)淠芑厥請鼍啊?/span>
冷能應(yīng)用場景與熱管理解決方案
（1）區(qū)域供冷與水產(chǎn)養(yǎng)殖
采用PCHE或板殼式換熱器，將LNG氣化釋放的冷量傳遞給中間載冷介質(zhì)（如乙二醇水溶液）。載冷介質(zhì)經(jīng)過多級溫度調(diào)節(jié)后，可為區(qū)域集中供冷系統(tǒng)或低溫水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施提供穩(wěn)定、可控的低溫冷源，減少傳統(tǒng)電力驅(qū)動制冷壓縮機(jī)的能耗。
（2）LNG氣化冷能直接利用于乙二醇冷卻
利用PCHE等高效緊湊型換熱器，將LNG冷能直接傳遞給乙二醇溶液。被冷卻的乙二醇溶液可直接用于需要中低溫冷量的工藝過程，或作為二次載冷劑進(jìn)行冷量分配，實(shí)現(xiàn)冷能的高效回收利用。
（3）船用燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)（FGSS）冷能利用
在LNG燃料船上，LNG燃料在氣化器中氣化供發(fā)動機(jī)燃燒時釋放的冷能，可通過PCHE或板殼式換熱器回收。例如，利用LNG冷能直接冷卻制冷劑，或先冷卻載冷劑再間接冷卻制冷劑，回收的冷能可為船舶空調(diào)系統(tǒng)或冷藏系統(tǒng)提供冷量，減輕壓縮機(jī)負(fù)荷，提升船舶綜合能效。
2、乙烷氣化冷能回收（推薦使用板殼式換熱器）
在乙烷裂解等化工裝置中，存在氣態(tài)乙烷需要液化的需求。沈氏科技板殼式換熱器優(yōu)異的耐壓與大流量處理性能，可實(shí)現(xiàn)LNG與氣態(tài)乙烷之間的高效換熱，使乙烷液化；并在其后氣化階段回收釋放的冷能，用于冷卻丙烯等工藝流體。該流程實(shí)現(xiàn)了多溫位冷量的梯級利用，最大化降低工藝系統(tǒng)的總能耗。
