LNG接收站節能降耗措施與經濟分析

摘要：LNG接收站與經濟社會的可持續發展關系密切，因此在建設和運行階段需要優先選擇高質量節能設備和材料。本文通過概述LNG接收站的能源使用情況，圍繞設備、材料、節水、冷能等因素探究LNG接收站節能降耗的具體措施，并對上述技術、設備、材料完成經濟分析，實現LNG接收站的高質量、高效率運營。

關鍵詞：LNG接收站;節能降耗;經濟分析

前言：LNG接收站在實際運行和生產階段的能源使用情況關系到項目的經濟效益、生產進度和可持續發展。LNG接收站在設計、建造、工作等環節中應圍繞“節能降耗”的原則，科學選擇相關設備和節能技術，達到節能目標。因此對接收站技術和設備進行經濟分析對于節約能源、優化技術、節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。該能源伴隨著新時期經濟和環境的變化被廣泛應用于多個領域。LNG接收站的主要工作流程如下：借助低壓泵將儲罐LNG輸送至高壓泵位置，再利用氣化器生成氣體天然氣，對氣體進行計量后輸送至外部管網。LNG接收站在運行階段的耗能機器有氣化器、低壓傳輸泵、海水泵、蒸發氣壓縮機、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接收站工作中進行節能管理。

2LNG接收站節能方式和經濟分析

2.1設備與材料升級

2.1.1設置設備型號和傳輸模式

在選擇設備及其型號時，應結合LNG接收站中生產單元的實際工作環節設置設備數量，依據“N+1”的模式，提升設備選擇和參數設置的精確度。科學控制供氣量參數、設備開啟數量、控制模式。借助電費峰谷差異性實現夜間設備的滿負荷作業，并通過供氣管加壓和存儲氣體，在日間進行保壓操作。同時，由于BOG屬于蒸發氣，當LNG運輸至儲罐后，會使其體積變化，生成蒸發氣，需要采取“再冷凝+直接加壓”的方式開展工作。其中，再冷凝技術是對BOG完成壓縮操作，當LNG和壓縮氣體在冷凝器中混合后，會形成LNG液體，能夠傳輸至高壓泵，對其進行氣化運輸;BOG直接加壓操作是利用壓縮機將氣體傳輸到外部的管網，當LNG加壓后溫度低，會使BOG二次冷凝，借助高壓傳輸泵、氣化器進行運輸，能夠節省電能。

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備時，若選擇自然熱源，應側重體積大、投資大、成本低的要素;如果選取人工熱源，則可以優先選擇占地小、投資小的設備。在選型之前需要對海水質量、溫度提前調查和分析，針對設備的安全性、投資量、成本、可靠性等方面加強對尾氣、能耗、環境的控制和優化。例如，唐山市LNG接收站應用8臺浸沒燃燒氣化器，主要進行氣體外輸，每日平均氣化量是26×106m3，將其中一臺設置為備用裝置，該模式可以節省運行成本，達到節能降耗目標。

2.1.3科學選取材料

首先，為了提升LNG接收站中儲罐和深冷管線的絕熱性，應選擇優質的保冷材料，防止熱量輸出形成BOG。從項目設計、建設角度分析，建議選取絕緣性和質量較佳的材料。其次，科學選擇電氣設備，在挑選變壓器、電動機、機泵時，應側重其先進性、智能性、節能性和高效性，實現系統的長期有效運行。最后，對管線完成節能設計。大部分管道的距離較長、資金投入量大、維修難度高，需要依據LNG接收站實際情況，結合“管線短值、管徑科學”的原則設計管路，降低不必要的資金損失，并結合LNG接收站的建筑與生產特點，優化平面布局。

2.2利用冷能和節水運行

2.2.1冷能利用

LNG是低溫狀態下的液態天然氣，常規溫度是-162℃，在實際氣化階段最高可以利用240kWht的冷能。因此，科學應用冷能能夠節約電力資源，節省資金成本，為企業獲取更多經濟效益。LNG冷能可以被應用于發電、空氣分離等過程中，降低空分能耗。例如，為了確保唐山LNG接收站冷能空分項目的順利開展，組建了項目投產部門，深入探究空分工藝技術：在主換熱器內利用循環氮氣加熱，將氣體輸送至外輸系統，降低入口溫度，充分應用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目受到溫度、外輸量的影響，當供應溫度設置為-145℃時，能夠實現設備的連續穩定運行，確保每日50-70萬方/天的輸出量，保障系統運行的經濟效益。

2.2.2節水操作

第一，選擇節水設備。建議結合國家節水器具使用標準，選擇減壓閥、節水噴頭、水流調節器[1]。第二，制定內部用水考核機制和節水策略，在現場設置責任區間，明確節水負責人，落實節水制度和臺帳等要素。注意定期對LNG接收站中的生產單元完成水平衡考核，找出并解決漏水區域。第三，借助中水回用方式，對污水進行處理，直至達標，進而重復利用水資源，減少水資源用量，實現計量控制。第四，可以適當可利用雨水資源，設置節水標語和指示牌，構建雨水集中收集系統，降低淡水使用量。

2.3實現設備滿負荷

加強LNG接收站設備的滿負荷運轉可以在提升用氣量的基礎上，使系統工藝指標滿足要求，使設備平穩工作。因此，可以在系統運行前開展72小時的滿負荷測試，若LNG產量平穩則測試合格。當實驗結束后，需要科學調整氣化器的負荷，利用海水換熱化技術，結合海水溫度實現滿負荷運行。對于浸沒燃燒器應借助NG氣體，通過加熱提升外輸效率，節省燃料用量，達到節能降耗的目標。

2.5經濟分析

以天然氣銷售分公司唐山LNG接收站為例，該接收站實現了自主施工、設計、采辦、運營過程，自動化和智能化程度高，運行速度快。該接收站主要負責接卸、輸出、存儲液化天然氣，于2013年投產，為華北地區提供能源供應。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，實現了節能減排，達到了零污染、零事故、低成本的目標，具體經濟分析過程如下：

其一，通過優化材料和設備選型，每年可以平均節約185萬NM3的天然氣量，節省成本約為452萬。由于唐山LNG接收站使用浸沒氣化器，在不同負荷中的燃料消耗具有差異性，經過分析發現，將負荷控制在190t·h-1時，氣化器的燃料氣消耗最低，數值為11.40m3·h-1，氣化費用是32.57元·t-1。因此，在LNG接收站建設和運行階段，需要結合實際燃料消耗情況科學選擇設備和投用順序，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水計劃得出，唐山LNG接收站的空氣分離操作能源消耗量較低，相較于傳統項目降低投資費用，內部收益率為16.41%，經濟狀況良好。其三，升級BOG回收技術，能夠節省天然氣排放量663400NM3（運行天數330天），若天然氣價格是2.54NM3，則全年節約168.5萬人民幣。

結論：因此，LNG接收站的節能降耗過程需要進行源頭設計，明確生產、生活多個環節。在建設和經營階段加強節能降耗的管理，科學應用冷能，實現節水運行，優化BOG處理模式與技術，確保設備滿負荷工作，提升能源使用率，節約天然氣、電能，節省LNG的實際生產成本，幫助接收站獲取經濟效益和社會效益。

參考文獻：

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

作者簡介;作者簡介：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：天然氣儲運。