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随着世界各国经济的增长,能源供需矛盾越来越严重。就油气田生产过程而言,工业余热的损耗量是重点考察指标,对余热进行高效回收利用已成为我国节能减排的重要举措。另一方面,我国天然气利用技术也愈发成熟,液化天然气（LNG）产业也取得了突破性进展,打破了LNG冷能资源浪费的僵局,开拓了多个冷能回收项目和天然气下游用户,这促进了LNG产业的健康发展。本文将围绕基于LNG冷能利用的动力循环集成系统开展研究,探索LNG冷能利用的新方法,从循环对比、关键热力参数的影响、循环优化设计等方面开展了研究。在动力循环热力性能的对比方面,分别采用有机朗肯循环（ORC）和卡琳娜循环（KC）来回收利用稠油开采过程中的余热,创新性的将LNG冷能融入到稠油开采的余热回收利用中,由此设计了复合冷热电三联供系统。构建了系统热力学模型,分析了关键热力学参数对系统热力学性能的影响。通过分析发现,改变透平进口温度,复合ORC系统比复合KC系统更适合余热回收。但复合ORC系统的能源利用率和?效率更高;改变蒸发压力,复合KC系统的余热回收率高于复合ORC系统。但从能源利用和?效率来看,结果相反。此外,当透平进口温度低于180℃,蒸发压力大于6MPa时,复合KC系统的能源投入回报值更高。但从经济方面考虑,复合ORC循环系统的折旧回收期更多,效益更大。在关键热力学参数对系统热力性能的影响方面,介绍了基于LNG冷能的KC/ORC复合发电系统。为了评估系统性能,建立了热力学模型,并使用Aspen HYSYS软件对系统进行了模拟仿真。分别分析了透平进口温度、NH3质量分数、蒸发压力和CO2捕集压力对系统的影响。结果表明,系统的净输出功,热效率和CO2捕获量的最优值分别为394.685kW,53.25%和0.3t/tCO2(0.6t/tLNG),而做功回收效率和?效率的最优值分别为36%和41.42%。从优化的角度考虑,采用C++对天然气液化循环进行非线性约束优化计算,以氮膨胀制冷循环压缩机总功耗为目标函数进行优化,得到压缩机最优总功耗为101.54kW。采用多目标优化方法对闪蒸双循环进行了?经济的优化。最终得到系统最佳?效率为75.84%,产品总投资为3.248$/GJ,最小CO2排放量为13.14kg/MWhr,决策者可根据实际情况选择最合适的调度方案。