LNG接收站節(jié)能設(shè)計(jì)研究

1、LNG接收站節(jié)能設(shè)計(jì)研究 1源頭節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性 生產(chǎn)性企業(yè)自投產(chǎn)之初，除非后期有大的工藝調(diào)整或新工藝、新材料的應(yīng)用，其能耗水平基本已經(jīng)確定。生產(chǎn)上的優(yōu)化、節(jié)能技術(shù)改造的實(shí)施沒長(zhǎng)時(shí)間的積累，能耗水平也不會(huì)有比較大的改觀。而在投產(chǎn)之前，在可研、設(shè)計(jì)階段做好優(yōu)化，做好源頭節(jié)能設(shè)計(jì)無(wú)疑將對(duì)企業(yè)的能源利用水平產(chǎn)生較大影響，將具有先天優(yōu)勢(shì)。為了加強(qiáng)源頭節(jié)能管理，自2010年起，國(guó)家開始推行固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估與審查制度，目的就是提高對(duì)源頭節(jié)能管理的重視，避免盲目建設(shè)導(dǎo)致的能源浪費(fèi)和用能不合理現(xiàn)象。 2LNG接收站主要工藝及用能特點(diǎn) LNG屬于清潔能源，受環(huán)境影響和持續(xù)發(fā)展要求，國(guó)家將把天然氣作為主體

2、能源，LNG也將迎來(lái)快速發(fā)展期。為了支持LNG的發(fā)展，國(guó)家也鼓勵(lì)加大對(duì)LNG接收站的建設(shè)。接收站主要工藝流程為，儲(chǔ)于儲(chǔ)罐中的LNG（以常壓和-160的低溫儲(chǔ)存）通過低壓泵輸送到高壓泵，增壓后的LNG經(jīng)過氣化器氣化成為氣體天然氣，天然氣計(jì)量后進(jìn)輸氣管網(wǎng)。工藝流程如圖1所示。LNG接收站的主要耗能設(shè)備有蒸發(fā)氣壓縮機(jī)、低壓輸送泵、高壓外輸泵、海水泵、氣化器、空調(diào)等。圖1LNG接收站工藝流程簡(jiǎn)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(zhì)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(gè)能耗的90%以上（不計(jì)天然氣輸差）。對(duì)于應(yīng)用浸

3、沒式燃燒器或者中間介質(zhì)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(zhì)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(fā)氣壓縮機(jī)、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(shè)備的選型和能耗管理是LNG接收站節(jié)能管理的重點(diǎn)。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(gè)200萬(wàn)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(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能量。 3LNG接收站源頭節(jié)能設(shè)計(jì) 隨著全國(guó)LNG接收站板塊的發(fā)

4、展，各所屬單位在設(shè)計(jì)階段、工程建設(shè)階段、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)階段積累了許多節(jié)能方面的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和好做法，在這些好點(diǎn)子和思路基礎(chǔ)上，大膽創(chuàng)新，建立了比較系統(tǒng)的源頭節(jié)能設(shè)計(jì)，主要包括：3.1LNG冷能的利用一個(gè)200萬(wàn)噸的LNG接收站，一年可節(jié)約1萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。如果實(shí)施梯級(jí)回收利用LNG冷能，其冷能回收利用效率會(huì)提高至30%左右甚至更好，這樣將會(huì)大大提高企業(yè)的能源利用水平。所以如具備冷能利用的條件，結(jié)合企業(yè)自身?xiàng)l件，綜合考慮冷能發(fā)電、空分、制取液態(tài)CO2或干冰、冷凍或冷藏倉(cāng)庫(kù)、海水淡化、制冰及中央空調(diào)冷源、低溫破碎、污水處理、蓄冷裝置等各種回收利用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用。如在項(xiàng)目設(shè)計(jì)和運(yùn)行初期，沒有LNG冷能回

5、收利用的好辦法，可以在LNG接收站氣化器周圍預(yù)留設(shè)計(jì)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(jìn)行回收，用于中央空調(diào)或其他需要冷能的設(shè)備LNG中，也可以考慮與周邊企業(yè)的冷熱互供。3.2蒸發(fā)氣回收壓縮機(jī)和高壓壓縮機(jī)的選用目前大部分接收站均有蒸發(fā)氣壓縮機(jī)，但蒸發(fā)氣壓縮機(jī)的生產(chǎn)負(fù)荷只能在25%、50%、75%、100%四類工況下運(yùn)行，其適用工況范圍較窄。目前無(wú)極調(diào)速壓縮機(jī)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，所以LNG接收站可采用這類無(wú)極調(diào)速壓縮機(jī)，使之能在更大范圍內(nèi)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行。3.3變頻泵、小功率低壓泵的選用從實(shí)際運(yùn)行來(lái)看，一些單位變頻的高低壓泵、海水泵均取

6、得了很好的節(jié)能效果。對(duì)于大功率泵，變頻電機(jī)即便降低1Hz，電流就可降低1-3A,節(jié)能效果非常明顯。另外，可以優(yōu)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(yùn)行的優(yōu)化組合，保證各類泵能在高效區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，也可以達(dá)到節(jié)能的效果。3.4空壓機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)在生產(chǎn)階段，可通過空壓機(jī)組群控技術(shù)和充分利用儲(chǔ)氣罐容積，將空壓機(jī)原來(lái)空載運(yùn)行工況變?yōu)橥C(jī)運(yùn)行，盡量減少空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)間，降低空壓機(jī)空載耗電。3.5選好節(jié)能空調(diào)空調(diào)也是LNG接收站的主要耗能設(shè)備，雖然個(gè)體功率較小，但是由于空調(diào)布置比較分散，數(shù)量較多，如果選用能效水平低的空調(diào)，對(duì)能源是一種浪費(fèi)。所以我們?cè)谠O(shè)備選型和采購(gòu)時(shí)，一定要選擇能效等級(jí)為一級(jí)水平的節(jié)能空調(diào)。3.6做好能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)的設(shè)計(jì)和實(shí)施通過能耗的實(shí)時(shí)監(jiān)控，加強(qiáng)能耗統(tǒng)計(jì)和分析，最終通過能量?jī)?yōu)化提高能效水平。 本文從源頭節(jié)能設(shè)計(jì)重要性入手，通過分析LNG接收站的用能特點(diǎn)，得出節(jié)能管理的重點(diǎn)管理方法及對(duì)象。重點(diǎn)從LNG冷能利用，主要耗能設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)及選型等6方面對(duì)LNG接收站源頭節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，將促進(jìn)LNG接收站的節(jié)能工作。 參考文獻(xiàn) 1液化天然氣技術(shù)（第2版）顧安忠機(jī)械工業(yè)出版社M 2天然氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì),尤海英等，2007(4):65-68J 3液化天然氣接收站的工藝流程張奕