浅析天然气的高效利用(上)(3)

2012-09-14 23:03

4、未来天然气的高价格已经让我们将天然气进口当作更有吸引力的选择;

5、目前世界能源进口中,石油比例为57%,天然气仅为23%,这显示了天然气贸易的巨大潜力;

6、为了缓解目前的价格压力,格林斯潘呼吁通过液化天然气终端设施的扩展和海岸LNG接收和重气化新技术的发展努力扩大全球供应;

7、随着LNG液化和运输技术的发展和安全隐忧的减少,美国进口能力正在逐渐加强。

五、天然气高效利用的途经分析

1、用作民用燃料和锅炉燃料

天然气用来烧水做饭,虽说是一种非常理想的清洁燃料,但就其热量利用效率来说是极其不合算的。利用天然气产生的高温烟气来加热热水,达到80至100℃,从热力学第二定律计算可知其利用效率极低。作为民用燃料又不得不使用。随着电磁灶的出现和普及,天然气炉灶会被遂步顶替。作为工业燃料直接烧锅炉,将大量热能浪费在烟气中,更是极不经济的做法。

2、用作直燃空调燃料

利用天然气燃烧的高温烟气作为溴化锂制冷机组的热源,使制冷机产生冷量,随着国防环境意识的增强和溴化锂制冷技术的不断成熟,燃气中央空调在世界各地得到了越来越广泛的应用。在日本,燃气空调每年增长60多万冷吨,并以13.6%的速度增长,比电空调以8.7%的速度增长快得多。目前在日本,5000平方米以上的现代建筑,有70%以上使用吸收式制冷机。科学工作者正在研究5KW、2.7KW甚至更小的别墅和家庭用的小型吸收式燃气空调。但就天然气在直燃式燃气空调的利用来论,其热力学效率还是比较低的。

3、用作联合循环发电燃料

燃气轮机是一种布来顿循环的新型发动机,目前喷气式飞机的发动机都是燃气轮机,属轻型燃气轮机。而发电厂用的是重型燃气轮机,规模可达几十万KW。燃气轮机发电技术发展非常快,20年前的发电效率只有20%左右,现在的大型燃气轮机一次发电效率已经超过40%。

联合循环发电就是燃气轮机和蒸汽轮机联合发电,天然气先在燃气轮机里发电,排出的400至600℃的高温烟气通入余热锅炉,产生400℃的高温和4MPa的高压蒸汽,进入蒸汽轮机发电,两者发电效率总和可达60%以上。

4、用作区域能源站燃料

天然气通过燃气轮机发电以后,高温烟气或用作制冷,或进入热锅炉产生蒸汽,这些蒸汽或用来发电,或用作其他工艺热源利用,比单用来烧锅炉的效率要高得多。因为天然气在燃气轮机发电利用了30~40%的效率之后,余热产生的蒸汽再发电或供热或制冷,这就是所谓的电热冷联产效应,热效率可达到80%以上。

因为燃烧的烟气不含二氧化硫,产生的水蒸汽冷凝潜热,还可以得到利用,使燃气轮机的最终排气温度可低至38℃,几乎90%的热量都被利用了。这是一种最高效的热量利用途径,国外用得很多,发展也很迅速。

   采用热电冷三联供系统,一次能源利用率可高达1.49的比值,比热电冷分供要高一倍,标准气耗则降低一半。预计到2020年,楼宇能源的最主要的形式将会有一半被热电冷三联供的形式代替,这是21世纪能源的发展方向。

六、天然气在区域能源站的高效利用

1、电热冷三联产节能原理

天然气作为能源利用的最高效率是电热冷三联产。从热力学第一定律来说,它的节能原理就是能把能量吃光榨尽。

天然气在燃气轮机里就有30-40%的能量转化为电能,一次转化的效率就高于一般火电厂的锅炉蒸汽轮机机组的效率。再加上排出高温烟气产生的高温高压蒸汽进入蒸汽轮机发电,使能量利用率达到60%以上。剩余的能量还可以用来制冷,产生热水,用于各种不同能级的用户,系统能量梯级充分利用,使能量利用率达到80%以上的最高境界。这便是天然气电热冷三联产的供能价格比烧煤还有竞争力的根本原因。

   能源产业的一场革命,大电网与微小型发电机并存,被全球专家认为投资省、能耗低、可靠性高的能源系统,是21世纪的发展方向。

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