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基于LNG冷能发电的ORC混合工质研究
基于LNG冷能发电的ORC混合工质研究
摘要：
随着能源需求的增加和对环境友好型能源的追求，液化天然气（LNG）作为一种可再生能源在能源行业中得到广泛应用。然而，LNG生产过程中产生的低温废热往往被忽视，这是一种宝贵的能源资源。本文以LNG冷能发电为研究对象，针对其能源利用问题，通过分析与比较不同工质在有机朗肯循环（ORC）系统中的性能，提出了一种基于ORC的LNG废热利用方案。
关键词：LNG、冷能发电、有机朗肯循环（ORC）、混合工质
1.引言
能源结构调整和环境污染问题已成为全球关注的热点。传统能源的燃烧释放大量二氧化碳等有害气体，对环境造成严重污染。为了减少能源消耗和环境污染，采用LNG作为可再生能源的替代品具有重要意义。然而，由于LNG生产过程中废热的产生，大量的低温热能被浪费。因此，如何高效利用LNG废热，成为探索的重点。
2.LNG冷能发电技术
2.1LNG冷能发电原理
LNG冷能发电是利用LNG生产过程中产生的低温废热，通过ORC循环系统产生电能。该技术通过将废热转换为热能，然后驱动涡轮机将热能转化为电能。
2.2ORC系统基本原理
ORC系统是一种通过有机工质而不是水蒸汽运转的热能发电系统。其基本原理是将废热传递给工质，使其汽化并驱动涡轮发电机发电。常用的工质有乙烷、丙烷等。
3.ORC系统工质选择
3.1工质性能参数的评价指标
选择适合ORC系统的工质是提高能量转换效率的关键。工质的选择应综合考虑其几个关键性能参数，如热传导性能、蒸发温度、汽化压力和热导率等。通过评价这些参数，可以确定适合LNG废热利用的工质。
3.2工质性能对比与评估
针对LNG废热利用的需求，我们比较了不同工质在ORC系统中的性能。通过分析各工质的蒸汽温度和压力对热转换效率的影响，得出了最适合LNG废热利用的工质。
4.ORC系统参数设计与模拟
4.1循环流体温度与压力设计
根据工质的性能参数和LNG废热的温度与压力条件，我们确定了ORC系统中循环流体的温度与压力范围。
4.2热能传递过程的模拟与控制
通过建立LNG冷能发电的热力学模型，我们模拟了热能传递过程，并进行了控制策略的优化。
5.实验结果与分析
通过实验验证了所设计的ORC系统的可行性和有效性。实验结果表明，该系统能够高效利用LNG废热，实现冷能转化为电能的目标。
6.结论
本文基于LNG冷能发电的需求，提出了一种基于ORC的LNG废热利用方案。通过选取合适的工质和优化ORC系统的参数设计与模拟，实现了LNG废热转化为电能的目标。实验结果表明，该方案具有良好的应用前景和经济效益，对于提高能源利用效率和保护环境具有重要意义。
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