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孤岛式LNG三联供系统的工艺研究及工程化设计

作　者: 马长福
导　师: 徐文东
学　校: 华南理工大学
专　业: 化学工程
关键词: LNG 三联供燃气轮机工程化
分类号: TM611.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 29次
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内容摘要

随着各国岛屿争端不断及海洋经济的发展，岛屿的开发成为研究热点，岛屿的能源供应成为其成功开发利用的关键。目前小型火力发电会严重影响岛屿生态环境不符合环保的要求；太阳能发电站受到地域空间的限制；风电、潮汐能发电等因占地和电品质等问题受到限制；而小规模核能发电操作控制复杂。鉴于此，若将LNG通过船运输至孤岛进行冷能发电并同时建立三联供系统，既能解决其他发电方式带来的影响，又实现能源的优化利用。本文首先通过对LNG发电方案的比选，提出了一套利用LNG冷能郎肯循环发电供电的工艺，通过火用分析计算可知，LNG冷能发电系统火用效率43%；针对孤岛系统提出了合理的发电供热供冷的三联供体系，主要确定了采用燃气-蒸汽联合发电方式，利用抽凝式汽轮机蒸汽进行吸收式制冷，采用冰蓄冷方式进行蓄冷，利用热泵原理进行系统的供热采暖，最后通过能效分析可知三联供系统的能量利用率高达88.1%。最后对LNG冷能发电系统和三联供系统的进行了集成设计，提出了一套用于孤岛的LNG-CCHP三联供系统。本文根据西沙某岛的实际情况，结合上述设计的LNG-CCHP联合工艺，对该孤岛系统进行完整的工程化设计，根据其能耗需求，确定了某岛的LNG-CCHP系统的工艺流程，对关键设备进行优化选型，分析了整套工艺的系统能耗、操作弹性、经济效益及其未来发展潜力。主要结论如下：LNG气化量为0.94t/h基本满足岛上能耗需求，系统年蒸汽负荷32567吨，年供冷负荷309万kW h，集中年供暖量273万kW h，集中供热水规模1000人。LNG冷能发电功率为34kW，燃汽轮机装机容量3000kW，蒸汽轮机装机容量1500kW。系统总投资约3835万元，三联供系统年效益2049万元。在保证孤岛正常、稳定能源供给的前提下具有较好的经济效益和较大的操作弹性，对孤岛供能系统的建设具有一定指导意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第一章绪论  10-20
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 LNG 冷能利用研究进展  11-13
    1.2.1 国内外 LNG 的冷能利用研究  11-12
    1.2.2 LNG 冷能利用存在的问题分析  12-13
  1.3 CCHP 系统的研究进展  13-19
    1.3.1 冷热电 CCHP 系统工程案例  13-17
    1.3.2 冷热电 CCHP 优点分析  17-18
    1.3.3 冷热电 CCHP 存在的问题  18-19
  1.4 研究目标与内容  19-20
    1.4.1 研究目标  19
    1.4.2 研究内容  19-20
第二章 LNG-CCHP 三联供系统联合工艺设计  20-46
  2.1 LNG 冷能利用研究  20-32
    2.1.1 LNG 冷能发电的工艺流程  20-29
    2.1.2 LNG 冷能发电工艺分析  29-32
  2.2 冷热电三联供系统研究  32-43
    2.2.1 制冷方案  32-34
    2.2.2 蓄冷方案  34-36
    2.2.3 发电技术  36-39
    2.2.4 热水及供暖方案  39-42
    2.2.5 三联供系统能效分析  42-43
  2.3 冷能发电与三联供集成探讨  43-45
  2.4 本章小结  45-46
第三章孤岛 LNG 三联供系统工艺方案工程化设计  46-60
  3.1 某岛能源利用背景简介  46-47
  3.2 LNG-CCHP工艺流程设计  47-50
    3.2.1 工艺参数衡算  47-48
    3.2.2 LNG-CCHP 工艺流程  48-50
  3.3 关键设备  50-53
  3.4 操作弹性分析  53-56
  3.5 技术经济性分析  56-57
    3.5.1 设备投资初步估算  56
    3.5.2 系统效益分析  56-57
  3.6 工艺发展潜力分析  57-58
  3.7 本章小结  58-60
第四章结论及建议  60-62
  4.1 结论  60-61
  4.2 建议  61-62
参考文献  62-66
攻读硕士学位期间取得的研究成果  66-67
致谢  67-68
答辩委员会对论文的评定意见  68

孤岛式LNG三联供系统的工艺研究及工程化设计

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