LNG接收站源頭節能設計研究

李達

（中海石油氣電集團有限責任公司北京100028）

LNG接收站源頭節能設計研究

李達

（中海石油氣電集團有限責任公司北京100028）

做好源頭節能設計是節能管理工作的重中之重，也是提高企業競爭力的最有效手段，在分析LNG接收站用能特點充分綜合各接收站好的做法和經驗基礎上，大膽創新，形成了比較系統的LNG接收站源頭節能設計方法和思路，將會大大提高能源利用水平。

LNG接收站；源頭節能設計；能源利用效率

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。

2 LNG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1 LNG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。

3 LNG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：

3.1 LNG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。

結語

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。

[1]《液化天然氣技術》（第2版）顧安忠機械工業出版社[M]

[2]《天然氣技術與經濟》，尤海英等，2007（4）:65-68[J]

[3]液化天然氣接收站的工藝流程張奕等，重慶科技學院學報（自然科學版）2012年2月（第14卷第1期）[J]

李達，（1982.11-），男，工程師，2010年畢業于武漢理工大學，目前在中海石油氣電集團有限責任公司從事節能、環保和質量管理及相關工作。