節(jié)能減排的急需性和作用性

陳　晨（中海浙江寧波液化天然氣有限公司，浙江寧波 315000）

節(jié)能減排的急需性和作用性

陳晨
（中海浙江寧波液化天然氣有限公司，浙江寧波 315000）

當今社會企業(yè)，已圍繞著使用最少成本、排放最小污染，創(chuàng)造最大效益的中心點開始運作，故而節(jié)能減排已成為各行各業(yè)日常生產(chǎn)工作中的重要組成部分。文章基于國內(nèi)某LNG接收站日常運行數(shù)據(jù)為依據(jù)，研究探討如何能最大限度實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。

節(jié)能；減排；急需；作用

我國經(jīng)濟快速增長，各項建設(shè)取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環(huán)境被破壞的代價，兩者之間的矛盾日趨尖銳[1]。只有堅持節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展，才能實現(xiàn)經(jīng)濟又好又快發(fā)展。進一步加強節(jié)能減排工作，也是應(yīng)對全球氣候變化的迫切需要。

節(jié)能減排（energy conservation and emission reduction），即節(jié)約能源、降低能源消耗、減少污染物排放。節(jié)能減排包括節(jié)能和減排兩大技術(shù)領(lǐng)域。

1　LNG站主要能源消耗

LNG接收站主要能源消耗為高壓外輸NG氣體過程中電能消耗。假設(shè)在250Nkm3/h的工況下，需一臺低壓泵、一臺高壓泵、一套氣化裝置。根據(jù)設(shè)計，低壓泵和高壓泵為一一對應(yīng)，即一臺低壓泵流量足以滿足一臺高壓泵流量需求，故而如何選擇合適的氣化裝置成為接收站節(jié)能減排的重要環(huán)節(jié)。鑒于地理位置（位于浙江省寧波市北侖區(qū)，三面環(huán)山，面朝大海）和環(huán)境（北亞熱帶季風氣候），故而選擇主要使用中間介質(zhì)氣化器（IFV）和輔助使用浸沒燃燒式氣化器（SCV）[5]。中間介質(zhì)氣化器的能耗來源于海水泵的功率輸出，單臺海水泵電機理論運行功率為1 250kW，250Nkm3/h外輸量時對應(yīng)LNG為175t/h（質(zhì)量m=密度ρ*體積V，NG密度約為0.7g/cm3），故而計算可得單臺氣化器能耗約為7.14KW/t（能耗=功率P/質(zhì)量m）。單臺低壓泵理論功率約為250kW，單臺高壓泵理論功率約為1 102kW，BOG壓縮機及其附屬設(shè)備理論功率約為900kW，故而計算可知每加工一噸LNG所需的能耗為20.01kW/t（不包含水和儀表氣電能消耗）。

但是在實際外輸情況下，由于受到下游輸氣量需求、下游管道壓力和環(huán)境因素的影響，最大外輸量可達到1 000Nkm3/ h，下表記錄接收站外輸量較大時各設(shè)備實時功率和實時外輸量的數(shù)值如表1和表2所示：

表1　設(shè)備運行功率

表2　海水泵運行功率

根據(jù)各設(shè)備實時功率和實時外輸量，得出實際能耗，與理論能耗數(shù)值對比可知，在外輸量越大的工況下，加工1tLNG所需的能耗越少，故而如何在較小能耗下滿足下游需求成為日常運行的重中之重。為確保不影響低壓泵和高壓泵的性能，日常運行時泵最小流量為160m3/h，最小外輸量為100Nkm3/h，故而引入變頻技術(shù)，在滿足外輸量較低的情況下，降低設(shè)備能耗，從而達到節(jié)能減排的目的。分別以單臺海水泵單臺高壓泵在運行條件不變的前提前，使用變頻器數(shù)據(jù)作為參考。

2　結(jié)果分析

通過以上數(shù)據(jù)對比可以得出，在外輸量較低的條件下，適當改變設(shè)備頻率可以減小設(shè)備的運行功率，降低生產(chǎn)能耗，達到節(jié)能減排的目的。但同時，在減少能耗的同時，降低頻率同樣也會影響到設(shè)備的輸出流量和壓力的波動，對設(shè)備參數(shù)造成一定影響，并可能對設(shè)備中的各種介質(zhì)造成影響。

由于在氣化器中，作為中間介質(zhì)的丙烷處于氣態(tài)、溶態(tài)、氣溶共存態(tài)，其換熱效率對整個氣化器的運行安全和成本都有本質(zhì)性的影響，而丙烷的飽和蒸氣壓正式影響其換熱效率的關(guān)鍵。

結(jié)構(gòu)上IFV主要有蒸發(fā)器、凝結(jié)器和調(diào)溫器3個換熱器組成。熱源高溫海水首先進入調(diào)溫器，溫度為TWA1，在調(diào)溫器換熱管內(nèi)流動放熱，出口溫度為TWA2，然后再進入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器的換熱管內(nèi)流動進一步放出熱量，最后排出IFV，溫度降為TWA3；低溫LNG首先進入凝結(jié)器，溫度為TLNG1，在凝結(jié)器換熱管內(nèi)流動吸熱并氣化，出口溫度升高至TLNG2，然后進入調(diào)溫器沖刷海水管束吸熱，溫度進一步升高至設(shè)計溫度TLNG3。丙烷在蒸發(fā)器中吸熱氣化，在凝結(jié)器中放熱溶化，如此反復循環(huán)傳遞熱量，其飽和溫度恒為TPR。

鑒于日常操作，我們將一些參數(shù)與設(shè)計值相結(jié)合設(shè)定為某個常數(shù)值，設(shè)定：TWA1=283.15K，TWA2=282.15K，TWA3= 278.15K，TLNG1=133.15K，TLNG3=283.15K，PPR=0.268MPa，PWA=0.3MPa；蒸發(fā)器換熱面積為1 576m2，換熱管長度9.008m；凝結(jié)器換熱面積為778m2，換熱管長18m；調(diào)溫器換熱面積587m2，換熱管長度3.51m；

在外輸條件一定的情況下，LNG的流量取決于高壓泵出口壓力和下游管網(wǎng)的壓差，一般情況下單臺高壓泵LNG的流量在150～385m3/h時出口壓力高于出口壓力低低聯(lián)鎖設(shè)定值，此時海水流量在7 200 m3/h以上基本可以滿足外輸需求，故而可以從以下幾點中達到節(jié)能減排目的：①改變低壓泵出口性能；②改變高壓泵出口性能③改變海水泵出口性能。

通過數(shù)據(jù)對比，在工頻狀態(tài)下8 550m3/h流量所需功率為1 250kW，在變頻狀態(tài)下，8550m3/h流量所需功率為1 083kW，節(jié)約167kW/h。在海水流量為8 550m3/h條件下，LNG流量可根據(jù)約算得出的比熱和海水換熱量得出約為375m3/h，同時加上LNG日常保冷量約130 m3/h和槽車裝車預留量，需啟動2臺低壓LNG泵，最低時以200m3/ h運行，最高時以430m3/h運行，工頻運行時，所需功率為250kW，在200m3/h變頻使用時功率可低至118kW，每小時節(jié)約132kW，根據(jù)接收站運行能力，大約有8h/d左右的最小流量。根據(jù)工業(yè)用電電費為0.878元/KWH，節(jié)約3 027.344元/d，1104 980.56元/a。

3　結(jié)束語

從以上分析看來，變頻器的使用將對節(jié)能減排起到至關(guān)重要的作用，有助于減少能源消耗，從而減輕火力發(fā)電的負擔，減少CO2的排放量，達到節(jié)能減排的最終目的。

[1] 錢伯章，朱建芳.世界溶化天然氣的現(xiàn)狀及展望[J].天然氣與石油.2008，（4）：34-38.

Energy Conservation and the Role of Urgent Need

Chen Chen

In today's society enterprises have around using the minimum cost，minimum pollution emissions，creating the largest center became operational efficiency，energy conservation has become a business and therefore the daily production work important part.Based on the daily operation of a domestic LNG terminal based on data，research to explore ways of maximizing energy reduction targets.

energy；emissions；urgently needed；the role of

F206；X321

B

1003-6490（2016）03-0178-02

2016-03-13

陳晨（1988—），男，浙江拱墅人，助理工程師，主要從事溶化天然氣接收站運行工作。