LNG接收站項目節能降碳發展探討

0 引言

天然氣是一種化石燃料，其主要成分為CH

，其燃燒產物主要是CO

和H

O，相比煤、石油等其他化石燃料，天然氣更清潔，且在燃燒時產生的CO

更少。例如，同樣用于燃燒發電，天然氣所產生的CO

大約只有煤炭的二分之一，所產生的空氣污染物只有煤炭的十分之一。而且，天然氣液化后體積可縮小為原來的六百分之一，便于儲存和運輸。LNG作為清潔、高效、低碳能源，尤其是在融通內外、調峰保供上發揮的顯著作用，越來越受到政府的重視和企業的青睞。2020年，中國LNG進口量已達6 713萬t，比上年同期增長11.5%

。

在天然氣產業鏈中發揮重要作用的同時，LNG接收站自身的運行能耗較高。例如，2020年上海LNG接收站年能耗約為3萬tce（等價值），列入重點用能單位管理，而同時冷能、壓能的余能利用也有較大潛力，因此，實現LNG接收站項目的節能降碳發展十分必要。結合上海LNG接收站及其他同類接收站的探索實踐，系統闡述LNG接收站項目節能降碳發展的思路、方法和前景。

1 LNG接收站工藝和主要耗能設備

LNG項目一般由碼頭工程、接收站工程及輸氣管線工程三部分組成，接收站工程由LNG卸料、儲存、蒸發氣（BOG）處理、氣化外輸、槽車外運等設施組成，用于接卸和儲存進口LNG、根據下游用氣市場的需要進行氣化輸出生產或槽車外運。上海LNG接收站的主要工藝流程如圖所示，其主要能耗設備（功率在100 kW以上）包括罐內泵、高壓泵、海水泵、BOG壓縮機，它們的電耗在接收站能耗中的占比超過90%，主要用于LNG氣化外輸和BOG處理。

2 LNG接收站項目的節能設計和設備選用

根據項目特點和建設條件因地制宜選用節能工藝和高效節能設備，可從源頭上為節能奠定基礎。目前，對于LNG接收站節能方面的工藝、設備優化研究應用主要集中在LNG卸船、儲存、氣化、BOG處理方面。

該公司SAR裝置再生爐LaserGas Ⅱ激光氧分析儀運行的穩定性與工況有著密切的關系，同時儀表自身透光率的變化又對儀表的測量起著決定性及可靠性的作用，其中還包括法蘭孔的結焦以及氮氣的吹掃等干擾性因素。因此維護儀表前需了解工況，保證儀表的可靠性以及測量數據的準確性。同時，維護人員提升自身的專業素質，加強日常的維護工作，保證分析儀正常運行，讓在線分析儀器的作用和性能得到充分發揮。同時根據分析儀的數據能夠及時調整工況，確保了裝置更加安全平穩的生產。

2.1 LNG卸船工藝節能設計

LNG接收站將LNG氣化時會放出很大的冷量，其值大約為830 kJ/kg，這一部分冷量通常都被排入海中。目前，國內外已對LNG冷量利用展開了廣泛研究

。但應用領域并不廣泛，發展水平也不均衡。LNG冷能利用按利用方式不同可分為直接利用和間接利用。直接利用方式主要有冷能發電、空氣液化分離、液態乙烯儲存、冷庫、制造干冰、輕烴分離、低溫養殖和海水淡化等；間接利用方式有低溫破碎、冷凍食品、水和污染物處理、低濕干燥、制冰、中央空調冷源、蓄冷裝置等

。其中，冷能空分是國內外項目的主要利用方式，日本則有較多冷能發電和一些冷能冷庫。

同時，卸料總管采用小流量LNG保冷循環。上海LNG接收站設計中，保冷循環在非卸船時回流到再冷凝器，而在卸船時回流到儲罐，相對于部分接收站只回流到儲罐的設計，有利于降低BOG處理所需的能耗

。

2.2 LNG儲存工藝節能設計

再冷凝工藝可有效利用LNG加壓后形成的過冷量，從而大大降低BOG壓縮機能耗，所以目前國內LNG接收站的設計中均應用了該工藝。但再冷凝工藝對最低外輸量有要求，因此有些LNG接收站項目由于項目運行早期最低外輸量難以保證，為減少BOG放空量，采用再冷凝工藝和直接外輸工藝相結合的方式，從而節約能量

。

低壓罐內泵放置在LNG液體里，不僅減少了備用泵的預冷能耗，還能避免罐內泵內LNG的泄漏和蒸發，從而降低能耗

。

在用Photoshop修圖時，先復制背景圖層，然后點擊“濾鏡—模糊—動感模糊”，用滑塊調整模糊程度。我們最高調到了500像素。接下來添加蒙版，用不透明度15%的黑色筆刷涂抹你想保留的部分，比如這張照片里的碼頭。

LNG儲罐采用上下進液方式，可降低LNG在儲罐中的蒸發率，避免LNG在儲罐中發生翻滾現象，從而降低能耗且提高安全性

。

2.3 因地制宜選用BOG處理工藝

目前，LNG接收站常用BOG處理工藝有3種，即再冷凝工藝、直接外輸工藝、直接液化工藝

，根據外輸條件選用。

與早期的單容罐相比，目前國內通用的LNG儲存系統選用全容罐，不設BOG鼓風機就可以將儲罐中BOG返回到LNG船艙里，從而節省能耗

。

也有接收站選用了直接液化工藝。例如，在中海油江蘇濱海LNG項目中，一臺處理量為7.5 t/h的小型液化回收裝置可以處理低至2～4個儲罐滿罐自蒸發工況的BOG產生量。該裝置運行功率為1 600 kW，每天平均耗電38 400 kWh，回收24.5萬m

（7.5 t/h）BOG，可以節約能量304 tce當量

。

2.4 因地制宜選用氣化工藝

LNG接收站的氣化一般均利用海水作為熱源以降低能耗，根據海水水質條件選用開架式海水氣化器（ORV）或中間介質氣化器（IFV）作為基本負荷氣化器，浸沒式燃燒器（SCV）作為應急調峰備用氣化器，可有效利用項目附近的海水作為LNG氣化的熱媒，減少天然氣的消耗，更有利于安全操作

。

電氣節能設計主要有：變配電站布置盡量接近負荷中心；在變壓器低壓側集中裝設靜電電容器補償裝置，以提高變壓器的有功負荷率；設備容量避免負荷率過低；配電設計中采用合理的配電級數，將單相負荷作三相平衡分配；采用功率因數補償裝置等措施

。

2.5 選用高效節能設備

項目主要用電設備（如高壓泵、海水泵、罐內泵、BOG壓縮機等）盡量選用高效節能設備或者高效節能電機，照明、空調等公用設備選用節能設備等，均有利于在后期運行中節電。例如，1 600 kW的BOG壓縮機在采用節能電機后可在25年運行期內節約投資1 200萬元

。而與四級調速壓縮機相比，無級調速壓縮機的適用工況更加寬廣

。此外，上海LNG接收站擴建項目儲罐底板電加熱系統采用分區溫度監測和加熱控制，以減少不必要的過熱損耗，可節約電耗約8.3%，每年節電量約70 416 kWh。

2.6 電氣節能設計

高壓與低壓是普通人的稱呼，在醫學上稱為收縮壓與舒張壓。對應的是心臟收縮期血液對血管壁的最高壓力值和心臟舒張期血管壁對血液的最低壓力值。在心臟收縮射血時，整個動脈系統就好比一個氣球一樣被拉伸膨脹容納心臟射出的血液，這時候的最大壓力是收縮壓。當心臟收縮時，主動脈瓣關閉，動脈系統又靠自己的彈性回縮擠壓血液繼續前行，這時的最低壓力值就是舒張壓。收縮壓與舒張壓彼此往復，血液在它們共同推動下而循環不息。

通常系統中包含黑名單、散客、協議企業三項子系統，按照用例以及用例之間關系，使用例行為合理包含另一用例行為，且保障用例本身擴展功能。比如客人入住需要做黑名單查詢，其用例包含一個新入住客人會成為會員、回頭客、協議企業客人三種；此即是用例擴展延伸的直觀體現，在系統建模中做好用例設定，也是提升其建模質量的關鍵。

3 LNG接收站的節能經濟運行

項目建成后，接收站的工藝流程、運行參數及主要設備均已確定，通過優化設備運行、電氣運行、設備檢維修管理，使設備始終處于高效運行狀態，可實現LNG接收站節能經濟運行。

3.1 優化設備運行

上海LNG接收站因地制宜、因時制宜開展了LNG冷能利用的系列研究，在擴建工程中落地建設一套額定功率為3 000 kW的LNG冷能發電裝置。該裝置采用以丙烷為冷媒的低溫朗肯循環，主要由IFV和透平發電機組、丙烷泵組成，采用停電不停氣工藝和變負荷外輸電力工藝，最大可調負荷率達到50%。該項目預計于2022年建成投運。項目建成后，對外輸送電量可達2 400萬kWh/a，減少能耗可達7 000 tce/a，減少碳排放可達1.87萬t/a。

3.2 優化電氣運行

高含硫天然氣凈化廠中控室暖通系統技術優化與應用評價…………………………………………………………(1):110

3.3 優化設備檢維修管理

合理安排設備檢維修計劃，盡量選擇在用氣低谷季節對IFV、海水泵、海水管道等重要設備逐一進行檢修，并確保這些設備在高峰用氣季節來臨前已完成檢修且處于完好狀態，以避免應急啟用SCV情況的發生，從而減少不必要的能耗。

4 LNG項目余能利用

LNG在液化生產過程中蘊藏了大量冷能、在氣化外輸為天然氣后蘊藏了大量壓能，因地制宜進行余能開發利用有較大潛力。

4.1 LNG冷能利用

目前的卸船總管設計一般均采用單根液相總管（100%能力）、一根氣相平衡管線和一根LNG循環管線的LNG卸船工藝設計，與雙液相卸船總管流程相比，可節約投資約40%，縮短卸船時間，減少BOG量

。

上海LNG接收站通過均衡分配兩臺變壓器負荷、只在高峰季節階段性提高使用容量申請、合理啟停無功補償設備，在運行巡檢時注意檢查電容補償自動控制裝置工作正常，使功率因數常年達到0.95以上，不僅能夠確保調峰安全，還能降低電能損耗，節約2萬kWh/年，也能獲得電費減免約100萬元/年。

研究表明

，利用輸出管線管容調配生產、優化生產線啟停時間、根據儲罐壓力調節BOG壓縮機負荷和啟停時間等優化運行方式，對LNG接收站的節能效果較為明顯。例如，上海LNG接收站和下游管網公司協調聯動，充分利用管網調峰設施和公司輸氣管線儲氣量承擔小時調峰量，使氣化外輸設施動設備的平均負荷率提高近10%，降低綜合單耗約為0.45 kWh/t。2019年大鵬LNG接收站通過適量提高生產線的氣化能力、優化生產線啟停時間、調整輸出管線運行壓力等措施，按每天平均少啟動1條生產線6 h估算，至少節約能耗1.4 kWh/t

。

“價值趨近化”指的是加劇話語空間中心實體（IDCs）價值觀與外來的、敵對的外部實體（ODCs）價值觀之間的沖突。通過價值趨近化，外部實體的價值觀被解讀為不斷侵襲中心實體（即發話者和聽眾）的范圍，并且將價值觀沖突物質化為現實中的物理沖突。由于美國與中國、俄羅斯、朝鮮以及中東國家在政治、經濟、文化等諸多方面的不同，雙方的意識形態自然存在差異和沖突。《報告》使用了許多帶有價值觀色彩的表達，格外凸顯價值觀沖突，例如：

4.2 天然氣輸送差壓能利用

為滿足長距離、大流量輸送的需要，天然氣長輸管線設計壓力常在7.0～10.0 MPa之間，而下游的城市管網設計壓力常在4.0～6.0 MPa左右，在非高峰用氣季節，輸氣站調壓前后常有2.0～3.0 MPa左右的壓差可利用。在上海LNG項目中，輸氣末站的調壓差壓能和相鄰的臨港燃機電廠的余熱利用相結合，合作開發實施了天然氣差壓余能發電項目，2020年發電量達到2 000萬kWh/a，很好利用了差壓能。

5 節能低碳發展展望

1）LNG接收站項目發展初期，因缺少經驗，設計工況參數的確定常趨于過于保守，罐內泵、高壓泵、海水泵、空壓機等高耗能設備的設計參數和選型配置常有較大的優化空間，節能潛力較大，在新項目建設中應重點關注，充分汲取已運行項目積累的經驗教訓。

關于借代造詞或產生詞的借代意義的問題,拙文《論修辭格對漢語詞義的影響》曾有所涉及。[注]吳禮權、李索:《修辭研究》(第一輯),廣州:暨南大學出版社,2016年,第74-87頁。其中談到漢語可以直接用借代修辭格產生漢語詞義,舉的例子如:

2）變頻電機的應用也是近年來的研究和實踐探索熱點，但要真正實現可靠經濟應用，應結合每個接收站項目工藝設備的特點，開展系統深入的技術可行性、運行可靠性和經濟性研究分析。

1.基層矛盾預防化解機制的建構必須貫徹法治的原則。黨的十八大報告提出“運用法治思維和法治方式化解矛盾、維護穩定”的要求。新時期，讓法治思維融入社會的血脈，提高執法者的制度執行力，進而破解社會管理難題，維護社會的穩定，讓法律銘刻在公民的心里，應作為基層社會矛盾預防化解機制中長期部署的任務和應當遵循的一個原則。如何讓基層社會矛盾解決的過程變成公眾真正理解法律、服從法律的行動是要探索的問題。提高公職人員的法律思維，引導群眾按法定途徑解決糾紛則是法治原則的應有之義。只有回到法治的軌道，才能重樹政府和法律的權威。我們期待基層社會矛盾能夠在法治的框架內有效得到解決，在全社會重塑法治的信仰。

3）因LNG接收站常承擔較大的調峰責任，負荷變化較大，因此經濟運行仍應是節能降耗管理的重點。可與下游用戶協同進行氣化外輸經濟運行調度以提高運行設備負荷率；可探索實踐設備運行和能耗在線監測系統建設，搭設動態仿真平臺開展定量統計分析，可指導生產操作優化，確保設備一直處在高效運行狀態。

4）LNG冷能利用和高壓天然氣調壓差壓能利用潛力較大，可深入開展冷能高效綜合利用的研究，因地制宜開發實施冷能和差壓能利用項目。目前，上海LNG接收站也正在研究LNG接收站與數據中心和燃機電廠一體化建設的LNG冷能利用方案，以實現LNG冷能的梯級利用。

6 結論

LNG作為助力中國實現“碳達峰、碳中和”的重要能源，大量接收站項目正在建設或規劃中，其本身的能耗較大，節能不可忽視，同時潛力較大，應從項目節能設計、高效節能設備選用、經濟運行、余能開發利用等方面開展因地制宜的優化研究和實踐，并充分汲取現有接收站的經驗教訓，實現節能降碳發展。

[1]中華人民共和國海關總署.（14）2020年12月進口主要商品量值表（人民幣值）.(2021-01-18)[2021-10-17].

[2]張韶.粵東LNG接收站主要節能設計優化方案的分析[J].科技創新導報,2012(2):15-16.DOI:10.16660/j.cnki.1674-098x.2012.02.019.

[3]劉紅波,王鈺.LNG接收站新型節能技術綜述[J].中文科技期刊數據庫（全文版）工程技術:00245-00245.

[4]李達,顧錦龍.LNG接收站工藝流程及節能設計[J].石油和化工節能,2017(5):3.

[5]劉新凌,吳培葵,王良軍,等.液化天然氣接收站節能研究與實踐[J].油氣田地面工程,2013,32(11):1.

[6]柳山,魏光華.廣東大鵬LNG接收站運行節能措施[J].天然氣工業,2010,30(12):77-80.

[7]馬倩倩.LNG接收站BOG系統運行模式優化[J].石化技術,2019,26(8):2.

[8]郭冰冰.LNG接收站的節能降耗操作和技術探討[J].中國化工貿易,2020,12(1):168,170.

[9]顧安忠.液化天然氣技術[M].機械工業出版社,2019.

[10]章潤遠.上海LNG接收站冷能利用發電的研究[J].上海煤氣,2019(4):25-28+38.