A Comparative Study of the Cold Power Generation Systems for LNG Terminal

LNG 인수기지용 냉열발전 시스템 비교 연구

The heat of evaporation (cold energy) of LNG is the energy consumed in the production of LNG. This energy amounts to 14% of the NG. In Pyungtak LNG terminal, it is about 96 MW in 1993. In order to utilize the cold energy, the cold power generation systems are investigated: The Rankine cycle using the low temperature energy, the partial expansion cycle using the pressure energy, and the Linde process which is a combined cycle of the Rankine and the partial direct expansion cycle. The commercial simulator, ASPEN Plus, is used. The conceptual design data are obtained from the current facilities of the Pyungtak LNG terminal. The performances of three systems are evaluated. The amount of electric power ranges iron 3 MW to 6MW. The optimum energy efficiency is about 37%. The optimum design conditions are obtained for the partial direct expansion (PDE) cycle. The performance of the PDE cycle is supposed to be comparable to that of the Rankine cycle if the areas of the total heat exchanger of the both cycle are equal.

LNG의 기화열(냉열)은 NG액화시 소모된 동력으로서 생산된 NG의 약 14%에 달한다. 평택 인수기지의 경우 '93도입물량 기준으로 냉열량은 96MW에 달한다. 냉열을 이용하여 전력을 생산하는 방안으로, 저온 엑서지를 활용하는 Rankine 사이클, 압력 엑서지를 이용한 부분직접 팽창 사이클 및 이 두 사이클의 혼합 사이클인 Linde공정 냉열발전시스템의 성능을 비교연구하였다. 시뮤레이션은 ASPEN Plus를 이용하여 수행하였으며 현재 인수기지에서 운영되고 있는 각종 설비들의 설계데이타를 이용하였다. 시스템별 출력은 약 3∼6MW였으며 최적운전조건의 엑서지 효율은 37%로 계산되었다. 또한 부분직접팽창방식의 최적 시스템을 제시하였고 열교환기의 총 면적이 동일 할 경우 부분직접팽창과 랭킨사이클의 성능은 비슷한 것으로 확인되었다.