近年来,随着我国经济的发展和人们环保意识的增强,对液化天然气(LNG)的需求越来越大。LNG卫星站因其小型化和灵活性正在快速发展,传统气化工艺将LNG冷能直接释放到空气中,不仅造成冷能的浪费,还对周边环境形成冷污染。另一方面,随着人们对生活和生产条件要求越来越高,空调使用量正在快速增加,空调能耗问题日益严峻。本文针对某LNG卫星站气化量小和厂站自身用冷需求大的特点,设计一套工艺简单、操作弹性大的LNG冷能用于冷水空调与发电集成工艺。首先,结合调研结果和LNG卫星站实际情况,确定设计的LNG冷能用于冷水空调与发电集成工艺和原气化工艺并联,保证下游用气不受影响。由于LNG卫星站气化规模小,可回收冷能较少,采用一次冷媒法将LNG冷能传递给空调用水,选择直接膨胀法进行冷能发电,满足需求的同时,降低工艺成本。相比原有的电压缩制冷工艺,LNG气化量为500kg/h时,冷水空调系统可以提供16730kg/h的冷水,减少用电负荷26.16k W,年节电效益为52320k W·h;冷能发电系统额外增加7.75k W的净电力输出,总节电功率为33.91k W。其次,针对第二章冷水空调与发电集成工艺系统?效率较低的问题,从冷媒、工艺和设备方面进行优化。对比冷媒与LNG的气化曲线,丙烷-异丁烷混合冷媒曲线斜率与LNG最为接近,说明两者传热效果最好,进一步通过Aspen模拟确定丙烷:异丁烷=8:2质量比时系统?效率达到25.06%。冷水空调系统优化后冷水量达到18120kg/h,增加8.50%,系统?效率提升到26.39%;冷能发电系统优化后发电量达到8.41k W,增加6.46%,系统?效率提升到26.39%。关键设备选取缠绕管式换热器、透平膨胀发电机和空温式复热器最适合本工艺。最后,对某金属加工厂自建LNG卫星站进行LNG冷能利用工艺系统化方案设计。总项目分一期冷水空调项目和二期冷能发电项目进行规划,其中一期冷水空调项目,总设备投资费用约为35.5万元,年节电效益为15万k W·h。对已建成的一期项目进行调试,发现LNG流量调节过程需要缓慢增加,保证LNG与冷媒换热均匀,提高换热效果。