Basierend auf den Auslegungs- und Betriebsbedingungen der LNG-Empfangsstation Guangdong Huaying sowie der angrenzenden Industrieumgebung wurde zunächst ein Konzept zur stufigen Nutzung der LNG-Kälteenergie in Kombination mit einem thermischen Maschinenzyklus und einem flachen Kühllager entwickelt. Mit der professionellen Software HYSYS wurden die Schlüsselparameter des Prozesses modelliert und berechnet, um die Energieeffizienz zu steigern und die großflächige Nutzung der Kälteenergie zu ermöglichen. Das ursprüngliche Konzept wurde weiter optimiert. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einem minimalen jährlichen Verflüssigungstag mit einem LNG-Exportvolumen von 228 t/h das ursprüngliche Konzept mit einem einstufigen thermischen Maschinenzyklus und Kühllager eine jährliche Stromerzeugung von über 3 283×10⁴ kWh erzielte und den Kühlbedarf eines 7.500 m³-Kühllagers erfüllte. Das optimierte neue Konzept verwendet ein „zweistufiges thermisches Maschinenzyklus - flaches Kühllager“-Design, erhöht die Wärmequellentemperatur und nutzt ein Arbeitsmedium aus einer 40%igen Ethan- und 60%igen Propanmischung. Dadurch kann die geplante jährliche Stromerzeugung des Systems auf 6 204×10⁴ kWh gesteigert werden. Die Netto-Stromerzeugung pro Masseneinheit LNG stieg von ursprünglich 17,54 (kWh)/t auf 33,02 (kWh)/t, was eine jährliche Einsparung von etwa 53,641 Millionen Yuan bei den Stromkosten ermöglicht. Obwohl mehrstufige thermische Maschinenzyklen irreversible Verluste durch Temperaturunterschiede reduzieren können, berücksichtigt das zweite Konzept das Verhältnis von Investitionen zu Ertrag sowie die Betriebssicherheit, wodurch es sich eng an die tatsächlichen Bedingungen der Huaying-LNG-Empfangsstation anpasst und eine gute technische und wirtschaftliche Durchführbarkeit aufweist. Beide vorgestellten stufigen Kältenutzungskonzepte haben ihre jeweiligen Vorteile, eignen sich für unterschiedliche Entwicklungsstadien der Empfangsstation und verschiedene Bewertungskennzahlen zur Kältenutzung und bieten eine nützliche Referenz für die umfassende Nutzung der Kälteenergie nach der Inbetriebnahme der Huaying-LNG-Empfangsstation.

Flüssigerdgas; stufige Nutzung der Kälteenergie; thermischer Maschinenzyklus; Optimierung der Energieeffizienz; Wirtschaftlichkeitsbewertung