李洲
摘 要:LNG接收站節(jié)能降耗工作關系到單位的生產經營效率以及經濟社會的可持續(xù)發(fā)展。對LNG接收站節(jié)能降耗工作進行充分分析,并提出有效的節(jié)能降耗措施,將十分有助于LNG接收站高效運營,為社會提供更多的清潔能源。
關鍵詞:LNG接收站;節(jié)能降耗;措施
1、前言
LNG接收站在設計、建設以及操作運行的各個環(huán)節(jié)應充分考慮節(jié)能降耗理念,選用先進的節(jié)能技術和質量過關的節(jié)能設備。
LNG在氣化外輸過程中伴隨有大量的冷能釋放。應采取冷能梯級利用措施,與LNG接收站設計、建設與運行通盤考慮,實現節(jié)能降耗與冷能利用的完美結合。
2、LNG接收站的節(jié)能措施
LNG接收站在生產運行工作中主要消耗部分電、水、少量燃氣和熱能。熱能來自于海水換熱。電能消耗較大,需要根據接收站設計和建設的特點,將節(jié)約電能作為工作重點,通過多種措施實現節(jié)能降耗。
(1)工藝優(yōu)化
要重視設備選型工作,充分結合每個生產單元的工藝流程,并根據生產工作量增加或者減少設備臺數,采用N+1的備用方式,做到設備選型與工藝參數準確有效。
根據實際供氣量確定控制模式和控制參數,合理確定設備開啟臺數,可以考慮利用峰谷電費差別降低電費,選擇在夜間滿負荷運行,進行供氣管道加壓儲氣,在白天對供氣管道進行保壓運行。
(2)BOG處理工藝
BOG即蒸發(fā)氣。在LNG 注入儲罐時,造成罐內LNG體積變化也會產生BOG等。BOG有直接輸出法和再冷凝法兩種處理方式。
直接輸出法是將BOG直接壓縮,達到外輸壓力后送至輸氣管線。再冷凝法是將BOG壓縮到較低壓力后,與從LNG儲罐低壓泵輸出的LNG在再冷凝器中充分混合。LNG加壓后處于過冷狀態(tài),能夠促使BOG再冷凝,后經高壓輸送泵加壓送到氣化器進行氣化外輸。再冷凝法相比直接輸出法節(jié)電優(yōu)勢明顯,因其利用LNG的冷能的同時,可以節(jié)約大量壓縮功。因此,一般情況下,LNG接收站采用再冷凝法處理LNG氣化過程中產生的BOG。
(3)LNG儲罐選型
LNG儲罐有單容罐、雙容罐及全容罐三種。其中,全容罐又分為全容式混凝土頂儲罐和全容式金屬罐頂儲罐,二者最大的區(qū)別在于蒸發(fā)器的處理方式不同。全容式金屬罐頂儲罐允許的操作壓力與LNG運輸船上LNG容器的壓力相當,但是低于全容式混凝土頂儲罐低。在LNG運輸船卸船操作時,會產生大量的BOG。因此,需要借助額外的BOG壓縮機能力來處理這些BOG。由于全容式混凝土頂儲罐的操作壓力比全容式金屬罐頂儲罐高,因此,LNG運輸船卸船操作時,可利用儲罐內BOG自身壓力直接返回到LNG運輸船上,不再需要設置返回氣風機加壓。因此,在BOG處理系統(tǒng)設備投資以及運行管理上,全容式混凝土頂儲罐要低于全容式金屬罐頂儲罐。
(4)氣化器選型
常用的氣化器有開架式氣化器(ORV)、浸沒燃燒式氣化器(SCV)、中間介質氣化器(IFV)和空氣氣化器四種。選用自然熱源的氣化器一般具有體積大、投資大和運行成本低的特點,而選用人工熱源的氣化器一般具有體積小、投資較小和運行成本高的特點。
LNG接收站氣化器選型需要綜合考慮海水水質和水溫等因素。從投資、成本、維修費用以及安全可靠性等角度出發(fā),并考慮節(jié)能降耗、環(huán)境保護以及減少尾氣排放等因素,一般優(yōu)選開架式海水氣化器(ORV)。
(5)其它措施
①保冷材料選擇
為加強LNG儲罐和深冷管線的絕熱效果,盡可能減少由于熱量輸入而產生的BOG,從設計和使用角度出發(fā),一般優(yōu)選絕熱性能好、質量過關的絕熱材料。
②電氣設備選擇
重點在電動機、機泵、變壓器和光源等方面采用先進、節(jié)能、容量合適和高效長壽的產品,并根據設計和生產實際合理選型,確保這些設備處于高效運轉狀態(tài)。
③暖通設備選擇
該設備主要用于生活系統(tǒng)和部分生產單元。優(yōu)選燃氣式中央空調系統(tǒng),合理利用BOG蒸發(fā)氣資源,為辦公、消防和生活提供冷源和熱源,達到節(jié)能降耗的目的。
④管道節(jié)能設計
考慮管道具有距離長、投資大、維護難度大等特點,要充分考慮站場特點,從能耗最低角度出發(fā),按照“管路短直、管徑合理”的原則,降低管路壓力損失。
⑤建筑結構節(jié)能
根據LNG接收站建筑功能和生產運行特點,需要在平面布局、立體造型和采光通風等方面進行優(yōu)化設計。
3、節(jié)水措施
LNG接收站施工階段,用水量較大。運行階段,用水量相對較少。運行階段主要用水單元涉及生活系統(tǒng)、生產系統(tǒng)、消防系統(tǒng)(低壓、中壓、高壓)、鍋爐系統(tǒng)、軟化水系統(tǒng)等。生產用水涉及到公用工程、管線沖洗、設備修理以及電解制氯等工作。
(1)運行階段節(jié)水措施
⒒強化節(jié)水管理
強化用水節(jié)水管理,建立完善的用水節(jié)水考核機制,明確節(jié)水責任單位和責任人,定期開展節(jié)水宣傳,檢查節(jié)水臺帳和節(jié)水制度落實情況,更重要的是,針對生產單元定期開展水平衡測試工作,消除漏點,避免浪費現象。
②選用節(jié)水器具
按照國家節(jié)水型生活用水用具使用標準,選用生活用水設施和器具。采用節(jié)水噴頭、水流調節(jié)器及減壓閥等節(jié)水設施,從細微之處實現節(jié)水。
③中水回用
接收站內生活用水和生產用水等水最終成為污水,進入污水處理設施進行處理。建議對污水進行達標處理,將中水用于環(huán)衛(wèi)和沖廁等工作,實現水資源重復利用,也能相應減少部分淡水用量。
(2)施工期間節(jié)水措施
接收站施工期間用水量較大。要嚴格施工期間用水管理,設置明顯的節(jié)水提示牌和節(jié)水標語,強化計量管理。充分利用雨水資源,選擇性地建立一些雨水收集設施,盡可能減少淡水使用量。另外,也可以在現場設置廢水回收和處理設施,進行循環(huán)使用。
4、冷能利用
LNG是超低溫液態(tài)天然氣,沸點約-161℃。LNG氣化過程中最大可利用的冷能約為240 kWh/t。冷能換算成電能,價值可觀。應完善措施,加大冷能利用力度??梢詼p少電能消耗,具有良好的經濟效益。
LNG直接利用方式有冷能發(fā)電、液化分離空氣、冷凍倉庫等;間接利用方式有冷凍食品、凍結保存,低溫醫(yī)療及食品保存等。LNG接收站氣化過程中的冷能用于空氣分離,既能充分利用冷能,又能降低能耗。
5、結語
LNG接收站節(jié)能降耗工作需要從源頭開始,貫穿于生產和生活的各個環(huán)節(jié)。嚴格把關建設和運營期間的節(jié)能降耗工作,控制能源增量消耗,提高能源利用率,充分利用LNG冷能,一定能夠推動LNG接收站節(jié)能降耗工作高效開展,并取得良好的工作成效。