LNG接收站節(jié)能降耗措施與經(jīng)濟(jì)分析

摘要：LNG接收站與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展關(guān)系密切，因此在建設(shè)和運(yùn)行階段需要優(yōu)先選擇高質(zhì)量節(jié)能設(shè)備和材料。本文通過概述LNG接收站的能源使用情況，圍繞設(shè)備、材料、節(jié)水、冷能等因素探究LNG接收站節(jié)能降耗的具體措施，并對(duì)上述技術(shù)、設(shè)備、材料完成經(jīng)濟(jì)分析，實(shí)現(xiàn)LNG接收站的高質(zhì)量、高效率運(yùn)營(yíng)。

關(guān)鍵詞：LNG接收站;節(jié)能降耗;經(jīng)濟(jì)分析

前言：LNG接收站在實(shí)際運(yùn)行和生產(chǎn)階段的能源使用情況關(guān)系到項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益、生產(chǎn)進(jìn)度和可持續(xù)發(fā)展。LNG接收站在設(shè)計(jì)、建造、工作等環(huán)節(jié)中應(yīng)圍繞“節(jié)能降耗”的原則，科學(xué)選擇相關(guān)設(shè)備和節(jié)能技術(shù)，達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。因此對(duì)接收站技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析對(duì)于節(jié)約能源、優(yōu)化技術(shù)、節(jié)省資金成本意義重大。

1LNG接收站能源使用情況概述

LNG全稱liquefied natural gas，是液態(tài)天然氣的縮寫，主要成分為甲烷，無腐蝕性、無毒、無色無味。該能源伴隨著新時(shí)期經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的變化被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。LNG接收站的主要工作流程如下：借助低壓泵將儲(chǔ)罐LNG輸送至高壓泵位置，再利用氣化器生成氣體天然氣，對(duì)氣體進(jìn)行計(jì)量后輸送至外部管網(wǎng)。LNG接收站在運(yùn)行階段的耗能機(jī)器有氣化器、低壓傳輸泵、海水泵、蒸發(fā)氣壓縮機(jī)、高壓外輸泵等，在工作中主要消耗電力和天然氣，而電能消耗量較多，約占總消耗量的90%。此外，該過程會(huì)受到海水溫度、天氣溫度、氣候等因素的影響，因此有必要在LNG接收站工作中進(jìn)行節(jié)能管理。

2LNG接收站節(jié)能方式和經(jīng)濟(jì)分析

2.1設(shè)備與材料升級(jí)

2.1.1設(shè)置設(shè)備型號(hào)和傳輸模式

在選擇設(shè)備及其型號(hào)時(shí)，應(yīng)結(jié)合LNG接收站中生產(chǎn)單元的實(shí)際工作環(huán)節(jié)設(shè)置設(shè)備數(shù)量，依據(jù)“N+1”的模式，提升設(shè)備選擇和參數(shù)設(shè)置的精確度。科學(xué)控制供氣量參數(shù)、設(shè)備開啟數(shù)量、控制模式。借助電費(fèi)峰谷差異性實(shí)現(xiàn)夜間設(shè)備的滿負(fù)荷作業(yè)，并通過供氣管加壓和存儲(chǔ)氣體，在日間進(jìn)行保壓操作。同時(shí)，由于BOG屬于蒸發(fā)氣，當(dāng)LNG運(yùn)輸至儲(chǔ)罐后，會(huì)使其體積變化，生成蒸發(fā)氣，需要采取“再冷凝+直接加壓”的方式開展工作。其中，再冷凝技術(shù)是對(duì)BOG完成壓縮操作，當(dāng)LNG和壓縮氣體在冷凝器中混合后，會(huì)形成LNG液體，能夠傳輸至高壓泵，對(duì)其進(jìn)行氣化運(yùn)輸;BOG直接加壓操作是利用壓縮機(jī)將氣體傳輸?shù)酵獠康墓芫W(wǎng)，當(dāng)LNG加壓后溫度低，會(huì)使BOG二次冷凝，借助高壓傳輸泵、氣化器進(jìn)行運(yùn)輸，能夠節(jié)省電能。

2.1.2選擇氣化器

氣化器種類包含空氣氣化器、中間介質(zhì)氣化器、開架氣化器、浸沒燃燒氣化器。LNG接收站在選取氣化器設(shè)備時(shí)，若選擇自然熱源，應(yīng)側(cè)重體積大、投資大、成本低的要素;如果選取人工熱源，則可以優(yōu)先選擇占地小、投資小的設(shè)備。在選型之前需要對(duì)海水質(zhì)量、溫度提前調(diào)查和分析，針對(duì)設(shè)備的安全性、投資量、成本、可靠性等方面加強(qiáng)對(duì)尾氣、能耗、環(huán)境的控制和優(yōu)化。例如，唐山市LNG接收站應(yīng)用8臺(tái)浸沒燃燒氣化器，主要進(jìn)行氣體外輸，每日平均氣化量是26×106m3，將其中一臺(tái)設(shè)置為備用裝置，該模式可以節(jié)省運(yùn)行成本，達(dá)到節(jié)能降耗目標(biāo)。

2.1.3科學(xué)選取材料

首先，為了提升LNG接收站中儲(chǔ)罐和深冷管線的絕熱性，應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)的保冷材料，防止熱量輸出形成BOG。從項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建設(shè)角度分析，建議選取絕緣性和質(zhì)量較佳的材料。其次，科學(xué)選擇電氣設(shè)備，在挑選變壓器、電動(dòng)機(jī)、機(jī)泵時(shí)，應(yīng)側(cè)重其先進(jìn)性、智能性、節(jié)能性和高效性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的長(zhǎng)期有效運(yùn)行。最后，對(duì)管線完成節(jié)能設(shè)計(jì)。大部分管道的距離較長(zhǎng)、資金投入量大、維修難度高，需要依據(jù)LNG接收站實(shí)際情況，結(jié)合“管線短值、管徑科學(xué)”的原則設(shè)計(jì)管路，降低不必要的資金損失，并結(jié)合LNG接收站的建筑與生產(chǎn)特點(diǎn)，優(yōu)化平面布局。

2.2利用冷能和節(jié)水運(yùn)行

2.2.1冷能利用

LNG是低溫狀態(tài)下的液態(tài)天然氣，常規(guī)溫度是-162℃，在實(shí)際氣化階段最高可以利用240kWht的冷能。因此，科學(xué)應(yīng)用冷能能夠節(jié)約電力資源，節(jié)省資金成本，為企業(yè)獲取更多經(jīng)濟(jì)效益。LNG冷能可以被應(yīng)用于發(fā)電、空氣分離等過程中，降低空分能耗。例如，為了確保唐山LNG接收站冷能空分項(xiàng)目的順利開展，組建了項(xiàng)目投產(chǎn)部門，深入探究空分工藝技術(shù)：在主換熱器內(nèi)利用循環(huán)氮?dú)饧訜幔瑢怏w輸送至外輸系統(tǒng)，降低入口溫度，充分應(yīng)用LNG冷量;使用乙二醇溶液吸收高溫部分的冷量，完成空氣分離。此外，唐山LNG接收站的冷能空分項(xiàng)目受到溫度、外輸量的影響，當(dāng)供應(yīng)溫度設(shè)置為-145℃時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，確保每日50-70萬方/天的輸出量，保障系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2.2節(jié)水操作

第一，選擇節(jié)水設(shè)備。建議結(jié)合國家節(jié)水器具使用標(biāo)準(zhǔn)，選擇減壓閥、節(jié)水噴頭、水流調(diào)節(jié)器[1]。第二，制定內(nèi)部用水考核機(jī)制和節(jié)水策略，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置責(zé)任區(qū)間，明確節(jié)水負(fù)責(zé)人，落實(shí)節(jié)水制度和臺(tái)帳等要素。注意定期對(duì)LNG接收站中的生產(chǎn)單元完成水平衡考核，找出并解決漏水區(qū)域。第三，借助中水回用方式，對(duì)污水進(jìn)行處理，直至達(dá)標(biāo)，進(jìn)而重復(fù)利用水資源，減少水資源用量，實(shí)現(xiàn)計(jì)量控制。第四，可以適當(dāng)可利用雨水資源，設(shè)置節(jié)水標(biāo)語和指示牌，構(gòu)建雨水集中收集系統(tǒng)，降低淡水使用量。

2.3實(shí)現(xiàn)設(shè)備滿負(fù)荷

加強(qiáng)LNG接收站設(shè)備的滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)可以在提升用氣量的基礎(chǔ)上，使系統(tǒng)工藝指標(biāo)滿足要求，使設(shè)備平穩(wěn)工作。因此，可以在系統(tǒng)運(yùn)行前開展72小時(shí)的滿負(fù)荷測(cè)試，若LNG產(chǎn)量平穩(wěn)則測(cè)試合格。當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，需要科學(xué)調(diào)整氣化器的負(fù)荷，利用海水換熱化技術(shù)，結(jié)合海水溫度實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行。對(duì)于浸沒燃燒器應(yīng)借助NG氣體，通過加熱提升外輸效率，節(jié)省燃料用量，達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)。

2.5經(jīng)濟(jì)分析

以天然氣銷售分公司唐山LNG接收站為例，該接收站實(shí)現(xiàn)了自主施工、設(shè)計(jì)、采辦、運(yùn)營(yíng)過程，自動(dòng)化和智能化程度高，運(yùn)行速度快。該接收站主要負(fù)責(zé)接卸、輸出、存儲(chǔ)液化天然氣，于2013年投產(chǎn)，為華北地區(qū)提供能源供應(yīng)。自2013年至2019年，該LNG接收站共接卸量1748萬噸，外輸量為221億方，槽車裝車量是149萬噸，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，達(dá)到了零污染、零事故、低成本的目標(biāo)，具體經(jīng)濟(jì)分析過程如下：

其一，通過優(yōu)化材料和設(shè)備選型，每年可以平均節(jié)約185萬NM3的天然氣量，節(jié)省成本約為452萬。由于唐山LNG接收站使用浸沒氣化器，在不同負(fù)荷中的燃料消耗具有差異性，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，將負(fù)荷控制在190t·h-1時(shí)，氣化器的燃料氣消耗最低，數(shù)值為11.40m3·h-1，氣化費(fèi)用是32.57元·t-1。因此，在LNG接收站建設(shè)和運(yùn)行階段，需要結(jié)合實(shí)際燃料消耗情況科學(xué)選擇設(shè)備和投用順序，最大程度地降低燃料氣的消耗。其二，通過分析冷能利用方案和節(jié)水計(jì)劃得出，唐山LNG接收站的空氣分離操作能源消耗量較低，相較于傳統(tǒng)項(xiàng)目降低投資費(fèi)用，內(nèi)部收益率為16.41%，經(jīng)濟(jì)狀況良好。其三，升級(jí)BOG回收技術(shù)，能夠節(jié)省天然氣排放量663400NM3（運(yùn)行天數(shù)330天），若天然氣價(jià)格是2.54NM3，則全年節(jié)約168.5萬人民幣。

結(jié)論：因此，LNG接收站的節(jié)能降耗過程需要進(jìn)行源頭設(shè)計(jì)，明確生產(chǎn)、生活多個(gè)環(huán)節(jié)。在建設(shè)和經(jīng)營(yíng)階段加強(qiáng)節(jié)能降耗的管理，科學(xué)應(yīng)用冷能，實(shí)現(xiàn)節(jié)水運(yùn)行，優(yōu)化BOG處理模式與技術(shù)，確保設(shè)備滿負(fù)荷工作，提升能源使用率，節(jié)約天然氣、電能，節(jié)省LNG的實(shí)際生產(chǎn)成本，幫助接收站獲取經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]王東陽.LNG接收站節(jié)能降耗措施與經(jīng)濟(jì)分析[J].化工管理，2020，（11）：66-67.

作者簡(jiǎn)介;作者簡(jiǎn)介：呂宏爽（出生年1995），女，漢族，（籍貫：山東萊蕪人），本科，助理工程師，研究方向：天然氣儲(chǔ)運(yùn)。