LNG接收站节能设计研究

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1源头节能设计的重要性

生产性企业自投产之初，除非后期有大的工艺调整或新工艺、新材料的应用，其能耗水平基本已经确定。生产上的优化、节能技术改造的实施没长时间的积累，能耗水平也不会有比较大的改观。而在投产之前，在可研、设计阶段做好优化，做好源头节能设计无疑将对企业的能源利用水平产生较大影响，将具有先天优势。为了加强源头节能管理，自2010年起，国家开始推行《固定资产投资项目节能评估与审查》制度，目的就是提高对源头节能管理的重视，避免盲目建设导致的能源浪费和用能不合理现象。

2lng接收站主要工艺及用能特点

LNG属于清洁能源，受环境影响和持续发展要求，国家将把天然气作为主体能源，LNG也将迎来快速发展期。为了支持LNG的发展，国家也鼓励加大对LNG接收站的建设。接收站主要工艺流程为，储于储罐中的LNG（以常压和-160℃的低温储存）通过低压泵输送到高压泵，增压后的LNG经过气化器气化成为气体天然气，天然气计量后进输气管网。工艺流程如图1所示。LNG接收站的主要耗能设备有蒸发气压缩机、低压输送泵、高压外输泵、海水泵、气化器、空调等。图1LNG接收站工艺流程简图LNG接收站气化器分为三类，开架式气化器、浸没式燃烧器或者中间介质燃烧器。开架式气化器的LNG接收站，LNG接收站主要消耗的能源包括电力、天然气等，其中电力约占整个能耗的90%以上（不计天然气输差）。对于应用浸没式燃烧器或者中间介质燃烧器的LNG接收站，气能耗主要以天然气和电力为主，受海水温度、天气温度、海水质量等因素的影响，其各类能源消耗占比相差较大，所以本文主要以采用开架式气化器的接收站为例。在LNG接收站所消耗的电力中，蒸发气压缩机、低压输送泵、高压外输泵、海水泵所消耗的电力占比超过90%，所以做好这四类设备的选型和能耗管理是LNG接收站节能管理的重点。此外，LNG的冷能是一种容易被忽视的能源，1千克的LNG气化将释放约850kJ的能量,即一个200万吨的LNG接收站，即便冷能回收利用效率为20%，一年就可以回收利用1万吨标准煤的能量。

3LNG接收站源头节能设计

随着全国LNG接收站板块的发展，各所属单位在设计阶段、工程建设阶段、生产运营阶段积累了许多节能方面的先进经验和好做法，在这些好点子和思路基础上，大胆创新，建立了比较系统的源头节能设计，主要包括：3.1LNG冷能的利用一个200万吨的LNG接收站，一年可节约1万吨标准煤。如果实施梯级回收利用LNG冷能，其冷能回收利用效率会提高至30%左右甚至更好，这样将会大大提高企业的能源利用水平。所以如具备冷能利用的条件，结合企业自身条件，综合考虑冷能发电、空分、制取液态CO2或干冰、冷冻或冷藏仓库、海水淡化、制冰及中央空调冷源、低温破碎、污水处理、蓄冷装置等各种回收利用技术，实现能源的梯级利用。如在项目设计和运行初期，没有LNG冷能回收利用的好办法，可以在LNG接收站气化器周围预留设计一些换热器的接口，一旦条件成熟，不仅回收利用LNG中的冷能，也可以回收利用气化冷海水的冷能。将这些冷能进行回收，用于中央空调或其他需要冷能的设备LNG中，也可以考虑与周边企业的冷热互供。3.2蒸发气回收压缩机和高压压缩机的选用目前大部分接收站均有蒸发气压缩机，但蒸发气压缩机的生产负荷只能在25%、50%、75%、100%四类工况下运行，其适用工况范围较窄。目前无极调速压缩机已经被广泛应用，所以LNG接收站可采用这类无极调速压缩机，使之能在更大范围内节能优化运行。3.3变频泵、小功率低压泵的选用从实际运行来看，一些单位变频的高低压泵、海水泵均取得了很好的节能效果。对于大功率泵，变频电机即便降低1Hz，电流就可降低1-3A,节能效果非常明显。另外，可以优化大、小功率低压泵的配置，在LNG外输量较低的情况下，通过运行的优化组合，保证各类泵能在高效区域内运行，也可以达到节能的效果。3.4空压机节能设计在生产阶段，可通过空压机组群控技术和充分利用储气罐容积，将空压机原来空载运行工况变为停机运行，尽量减少空压机运行时间，降低空压机空载耗电。3.5选好节能空调空调也是LNG接收站的主要耗能设备，虽然个体功率较小，但是由于空调布置比较分散，数量较多，如果选用能效水平低的空调，对能源是一种浪费。所以我们在设备选型和采购时，一定要选择能效等级为一级水平的节能空调。3.6做好能耗在线监测系统建设的设计和实施通过能耗的实时监控，加强能耗统计和分析，最终通过能量优化提高能效水平。

本文从源头节能设计重要性入手，通过分析LNG接收站的用能特点，得出节能管理的重点管理方法及对象。重点从LNG冷能利用，主要耗能设备节能设计及选型等6方面对LNG接收站源头节能设计进行了详细的阐述，将促进LNG接收站的节能工作。

作者:李达 单位:中海石油气电集团有限责任公司

参考文献

[1]《液化天然气技术》（第2版）顾安忠机械工业出版社[M]

[2]《天然气技术与经济》,尤海英等，2007(4):65-68[J]

[3]液化天然气接收站的工艺流程张奕等，重庆科技学院学报（自然科学版）2012年2月（第14卷第1期）[J]