LNG接收站節能設計研究

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1源頭節能設計的重要性

生產性企業自投產之初，除非后期有大的工藝調整或新工藝、新材料的應用，其能耗水平基本已經確定。生產上的優化、節能技術改造的實施沒長時間的積累，能耗水平也不會有比較大的改觀。而在投產之前，在可研、設計階段做好優化，做好源頭節能設計無疑將對企業的能源利用水平產生較大影響，將具有先天優勢。為了加強源頭節能管理，自2010年起，國家開始推行《固定資產投資項目節能評估與審查》制度，目的就是提高對源頭節能管理的重視，避免盲目建設導致的能源浪費和用能不合理現象。

2lng接收站主要工藝及用能特點

LNG屬于清潔能源，受環境影響和持續發展要求，國家將把天然氣作為主體能源，LNG也將迎來快速發展期。為了支持LNG的發展，國家也鼓勵加大對LNG接收站的建設。接收站主要工藝流程為，儲于儲罐中的LNG（以常壓和-160℃的低溫儲存）通過低壓泵輸送到高壓泵，增壓后的LNG經過氣化器氣化成為氣體天然氣，天然氣計量后進輸氣管網。工藝流程如圖1所示。LNG接收站的主要耗能設備有蒸發氣壓縮機、低壓輸送泵、高壓外輸泵、海水泵、氣化器、空調等。圖1LNG接收站工藝流程簡圖LNG接收站氣化器分為三類，開架式氣化器、浸沒式燃燒器或者中間介質燃燒器。開架式氣化器的LNG接收站，LNG接收站主要消耗的能源包括電力、天然氣等，其中電力約占整個能耗的90%以上（不計天然氣輸差）。對于應用浸沒式燃燒器或者中間介質燃燒器的LNG接收站，氣能耗主要以天然氣和電力為主，受海水溫度、天氣溫度、海水質量等因素的影響，其各類能源消耗占比相差較大，所以本文主要以采用開架式氣化器的接收站為例。在LNG接收站所消耗的電力中，蒸發氣壓縮機、低壓輸送泵、高壓外輸泵、海水泵所消耗的電力占比超過90%，所以做好這四類設備的選型和能耗管理是LNG接收站節能管理的重點。此外，LNG的冷能是一種容易被忽視的能源，1千克的LNG氣化將釋放約850kJ的能量,即一個200萬噸的LNG接收站，即便冷能回收利用效率為20%，一年就可以回收利用1萬噸標準煤的能量。

3LNG接收站源頭節能設計

隨著全國LNG接收站板塊的發展，各所屬單位在設計階段、工程建設階段、生產運營階段積累了許多節能方面的先進經驗和好做法，在這些好點子和思路基礎上，大膽創新，建立了比較系統的源頭節能設計，主要包括：3.1LNG冷能的利用一個200萬噸的LNG接收站，一年可節約1萬噸標準煤。如果實施梯級回收利用LNG冷能，其冷能回收利用效率會提高至30%左右甚至更好，這樣將會大大提高企業的能源利用水平。所以如具備冷能利用的條件，結合企業自身條件，綜合考慮冷能發電、空分、制取液態CO2或干冰、冷凍或冷藏倉庫、海水淡化、制冰及中央空調冷源、低溫破碎、污水處理、蓄冷裝置等各種回收利用技術，實現能源的梯級利用。如在項目設計和運行初期，沒有LNG冷能回收利用的好辦法，可以在LNG接收站氣化器周圍預留設計一些換熱器的接口，一旦條件成熟，不僅回收利用LNG中的冷能，也可以回收利用氣化冷海水的冷能。將這些冷能進行回收，用于中央空調或其他需要冷能的設備LNG中，也可以考慮與周邊企業的冷熱互供。3.2蒸發氣回收壓縮機和高壓壓縮機的選用目前大部分接收站均有蒸發氣壓縮機，但蒸發氣壓縮機的生產負荷只能在25%、50%、75%、100%四類工況下運行，其適用工況范圍較窄。目前無極調速壓縮機已經被廣泛應用，所以LNG接收站可采用這類無極調速壓縮機，使之能在更大范圍內節能優化運行。3.3變頻泵、小功率低壓泵的選用從實際運行來看，一些單位變頻的高低壓泵、海水泵均取得了很好的節能效果。對于大功率泵，變頻電機即便降低1Hz，電流就可降低1-3A,節能效果非常明顯。另外，可以優化大、小功率低壓泵的配置，在LNG外輸量較低的情況下，通過運行的優化組合，保證各類泵能在高效區域內運行，也可以達到節能的效果。3.4空壓機節能設計在生產階段，可通過空壓機組群控技術和充分利用儲氣罐容積，將空壓機原來空載運行工況變為停機運行，盡量減少空壓機運行時間，降低空壓機空載耗電。3.5選好節能空調空調也是LNG接收站的主要耗能設備，雖然個體功率較小，但是由于空調布置比較分散，數量較多，如果選用能效水平低的空調，對能源是一種浪費。所以我們在設備選型和采購時，一定要選擇能效等級為一級水平的節能空調。3.6做好能耗在線監測系統建設的設計和實施通過能耗的實時監控，加強能耗統計和分析，最終通過能量優化提高能效水平。

本文從源頭節能設計重要性入手，通過分析LNG接收站的用能特點，得出節能管理的重點管理方法及對象。重點從LNG冷能利用，主要耗能設備節能設計及選型等6方面對LNG接收站源頭節能設計進行了詳細的闡述，將促進LNG接收站的節能工作。

作者:李達 單位:中海石油氣電集團有限責任公司

參考文獻

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[2]《天然氣技術與經濟》,尤海英等，2007(4):65-68[J]

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