林素輝(中海福建天然氣有限責(zé)任公司,福建 莆田 351100)
能源是制約我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素。解決能源問題的根本出路是堅(jiān)持開發(fā)與節(jié)約并舉、節(jié)約放在首位的方針,大力推進(jìn)節(jié)能降耗,提高能源利用效率。節(jié)能降耗已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的一項(xiàng)長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針,也是當(dāng)前一項(xiàng)極為緊迫的任務(wù)。為推動全社會開展節(jié)能降耗,緩解能源瓶頸制約,建設(shè)節(jié)能型社會,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國的宏偉目標(biāo),黨中央和國務(wù)院已經(jīng)把節(jié)約能源制定為基本國策。
LNG接收站是清潔能源的提供者,但同時也要消耗部分能源,主要是電能和少量的燃料。LNG接收站在設(shè)計(jì)、采購、施工和操作等方面都應(yīng)充分體現(xiàn)節(jié)能理念,采用節(jié)能技術(shù)和節(jié)能設(shè)備。針對目前LNG接收站的設(shè)備、工藝、管理進(jìn)行更深一步的分析,提高設(shè)備的效率,降低單位外輸量的耗電量,使運(yùn)行成本控制達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。節(jié)能可以降低運(yùn)營成本,優(yōu)化動設(shè)備,尤其是泵、壓縮機(jī)的效率,防止空耗;優(yōu)化工藝,降低單位外輸量情況下產(chǎn)生的蒸發(fā)氣(BOG);優(yōu)化設(shè)備管理,降低設(shè)備事故概率。與此同時,在LNG接收站,由于LNG的高蒸發(fā)特性,產(chǎn)生BOG是不可避免的。并且,LNG接收站在卸船、裝車及日常儲存生產(chǎn)過程中都會產(chǎn)生大量的BOG,大部分BOG經(jīng)壓縮、再液化后與主流LNG會合進(jìn)入汽化器,少量BOG經(jīng)壓縮后,直接進(jìn)入輸配系統(tǒng)。但是仍有少量的BOG會排到大氣中,造成環(huán)境污染。因此接收站BOG的處理及回收不僅僅能提高經(jīng)濟(jì)效益,同時能夠大幅度的降低天然氣的排放,減少對環(huán)境的污染。
LNG運(yùn)輸船??拷邮照镜腖NG專用碼頭后,由船上的輸送泵通過碼頭上的卸料臂和卸料管道將LNG輸送到LNG儲罐中儲存。外輸時儲罐中的LNG由罐內(nèi)低壓泵加壓后送入再冷凝器、槽車裝車系統(tǒng)及高壓外輸泵入口,再冷凝器的冷凝下來的BOG及LNG與第一路LNG一起進(jìn)入LNG高壓外輸泵經(jīng)加壓后進(jìn)入氣化器,由海水泵房送來的海水將LNG加熱氣化升溫成常溫高壓天然氣,通過外輸管線送到各電廠和城市用戶;另一部分進(jìn)入槽車裝車系統(tǒng)的低壓LNG通過裝車臂裝車,經(jīng)汽車衡計(jì)量后外運(yùn),生產(chǎn)工藝系統(tǒng)示意圖詳如圖1所示。
圖1 接收站生產(chǎn)工藝系統(tǒng)示意圖
接收站主要耗能設(shè)備主要為增壓氣化和BOG處理單元,包括低壓泵、高壓泵、海水泵、BOG壓縮機(jī)等機(jī)泵及配套的電力、儀表等生產(chǎn)設(shè)施。機(jī)泵設(shè)備依靠電能驅(qū)動,港作拖輪動力依靠柴油為燃料,自來水用作接收站生產(chǎn)、生活、消防供給,而氮?dú)庾鳛樵O(shè)備密封、管道吹掃使用。
某LNG接收站自投產(chǎn)以來已安全平穩(wěn)運(yùn)行十余年,該接收站運(yùn)行管理人員在保證安全穩(wěn)定生產(chǎn)的同時,通過對LNG接收站安全、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行的措施和辦法進(jìn)行持續(xù)研究和探索,建立了較為完整的經(jīng)濟(jì)運(yùn)營技術(shù)體系,主要包括操作優(yōu)化節(jié)能、設(shè)備改造節(jié)能和管理節(jié)能三個方面。
2.1.2 提高LNG儲罐運(yùn)行壓力,降低BOG壓縮機(jī)運(yùn)行能耗和 LNG冷能供應(yīng)溫度
接收站設(shè)計(jì)單位提交的BOG壓縮機(jī)負(fù)荷運(yùn)行規(guī)程:罐壓10 kPa壓縮機(jī)50%負(fù)荷運(yùn)行,罐壓13 kPa壓縮機(jī)100%負(fù)荷運(yùn)行,罐壓16 kPa壓縮機(jī)150%負(fù)荷運(yùn)行,罐壓19 kPa壓縮機(jī)200%負(fù)荷運(yùn)行。通過理論計(jì)算分析與實(shí)際論證,對BOG壓縮機(jī)負(fù)荷控制進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整,罐壓控制調(diào)整為15 kPa壓縮機(jī)100%負(fù)荷運(yùn)行,罐壓18.5 kPa壓縮機(jī)200%負(fù)荷運(yùn)行,通過該優(yōu)化,不僅提高了壓縮機(jī)的效率、降低了儲罐蒸發(fā)率,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能,而且延緩設(shè)備大修進(jìn)程。
通過理論計(jì)算結(jié)合實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn),平時將儲罐壓力控制在15~18.5 kPa,在儲罐壓力達(dá)到15 kPa選擇停止其中一臺BOG壓縮機(jī)運(yùn)行,當(dāng)儲罐壓力達(dá)到18.5 kPa時,選擇啟動另一臺BOG壓縮機(jī)運(yùn)行,根據(jù)計(jì)算得出接收站每天有7.8 t/h的BOG產(chǎn)生,一天壓縮機(jī)處理能力為7 t/h,根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)當(dāng)儲罐壓力降低至15 kPa,一臺BOG壓縮機(jī)可有效回收產(chǎn)生的BOG氣體,由于減小BOG壓縮機(jī)運(yùn)行時間達(dá)到很好節(jié)能效果的同時降低了設(shè)備維護(hù)成本。
2.1.2 LNG槽車封閉充裝(即帶壓裝車),充分利用LNG過冷度回收裝車過程中產(chǎn)生的BOG
按照原設(shè)計(jì),LNG槽車裝車前先對槽車進(jìn)行卸壓,從0.22~0.45 MPa卸至0.15 MPa以下,槽車內(nèi)原有的以及裝車時產(chǎn)生的BOG均排放到接收站BOG匯管,儲罐壓力超高可能造成蒸發(fā)氣放空,裝車操作時壓力稍高于BOG匯管壓力,約為0.02~0.03 MPa,裝車結(jié)束后槽車內(nèi)壓力約為0.04 MPa。深入研究LNG槽車裝車流程和LNG過冷的特性,開創(chuàng)性提出密閉裝車操作方法即帶壓裝車方法,從而實(shí)現(xiàn)槽車蒸發(fā)氣的零排放。裝車時進(jìn)入槽車的LNG溫度為-156 ℃,壓力為1.0 MPa,此時的LNG處于過冷狀態(tài),有多余的冷量可供利用。按照設(shè)計(jì)的裝車方法,該部分冷量便隨著裝車時降壓而浪費(fèi)掉了。若利用這部分冷量來冷凝回收BOG,便能減少接收站BOG的產(chǎn)生。而槽車LNG儲罐的設(shè)計(jì)操作壓力為0.7 MPa,若適當(dāng)提高裝車時槽車儲罐的壓力,就能夠利用這部分冷能冷凝回收部分或全部BOG。通過理論計(jì)算和實(shí)際裝車論證:在不開啟槽車氣相返回閥進(jìn)行裝車時,罐內(nèi)的BOG處于壓力0.45 MPa,溫度-112 ℃的過熱狀態(tài),初期進(jìn)入罐內(nèi)冷卻的LNG必然有一部分會被罐內(nèi)的BOG氣化,造成罐體壓力升高。隨著LNG的不斷進(jìn)入,BOG不斷被冷卻,溫度逐漸降低,當(dāng)BOG被冷卻至對應(yīng)壓力下的飽和溫度時,壓力便不再上升,轉(zhuǎn)而逐步下降。壓力升高速度及幅度與槽車罐頂部噴淋管線的設(shè)計(jì)分布、換熱效率以及LNG進(jìn)入的速度有關(guān),無法準(zhǔn)確計(jì)算,只能通過實(shí)際操作來測量。通過試裝測量,在充裝開始5 min,罐壓高上升0.05 MPa后便開始下降,到裝車結(jié)束時罐內(nèi)壓力約為0.08~0.1 MPa。其壓力上升的高點(diǎn)和終罐壓與裝車前槽車所處狀態(tài)有關(guān),若槽車罐空置時間較長,BOG溫度較高,則高壓力和終罐壓較高,反之亦然。
效果分析:實(shí)行LNG槽車封閉裝車后,使槽車裝車設(shè)定量更加準(zhǔn)確,幾乎與汽車衡數(shù)值一樣,另外每車少產(chǎn)生BOG約0.315 t,每年減少產(chǎn)生約15 750 t BOG產(chǎn)生(按每年50 000車計(jì)),接收站低溫BOG壓縮機(jī)功耗為82 kW·h/t,則每年可節(jié)電約129萬kW·h,若工業(yè)用電平均每kW·h 0.8元,那么每年可以節(jié)省回收BOG用電費(fèi)103.2萬元。
2.1.3 優(yōu)化生活水系統(tǒng)供水流程,降低能耗
來自城市管網(wǎng)自來水進(jìn)入接收站生產(chǎn)區(qū)生活水罐,經(jīng)兩臺生活水泵用于提高壓力進(jìn)入生活水系統(tǒng)管網(wǎng)。經(jīng)現(xiàn)場分析,管網(wǎng)壓力只要大于450 kPa即可滿足生活水管網(wǎng)各用戶需求。所以上游管網(wǎng)來水的壓力大于450 kPa時,可停止生活水泵運(yùn)行,利用管網(wǎng)中水的壓力來保證生活水系統(tǒng)管網(wǎng)的流量和壓力,具體流程設(shè)置如下:停生活水泵,導(dǎo)通生活水罐的跨接流程。
效果分析:一天用水高峰早上5:00—7:00,中午11:00—13:00,下午 17:00—19:00,晚上21:00—22:00,共 7個小時;生活水泵額定功率15 kW,電費(fèi)以0.8元/kW·h計(jì)算。則:一天可節(jié)約的電費(fèi)為(24-7)×15×0.8=204元;一年可節(jié)約電費(fèi)204×365=74 460元。
2.1.4 優(yōu)化操作,提高膜制氮系統(tǒng)產(chǎn)能
接收站設(shè)有一套膜制氮系統(tǒng),膜制氮在產(chǎn)品氮?dú)饴饵c(diǎn)不大于-60 ℃、氧含量不高于2%的情況下,氮?dú)饬髁扛邇H達(dá)到45 Nm3/h,未能達(dá)到設(shè)計(jì)的70 Nm3/h的產(chǎn)能。通過對膜制氮日常的生產(chǎn)數(shù)據(jù)詳細(xì)分析得知:(1)膜組入口空氣質(zhì)量;(2)膜組入口壓力;(3)膜組入口空氣溫度;(4)管網(wǎng)壓力;(5)膜組手動球閥開度為主要影響因素。
為此提出了相應(yīng)的優(yōu)化措施:(1)根據(jù)氣候條件,調(diào)節(jié)排污時間。在冬天或者有霧的時候,空氣中水分較多,會導(dǎo)致過濾器內(nèi)的水分較多,需要及時將水或油污等雜質(zhì)排除??梢詫㈤g隔時間適當(dāng)縮短或排放時間適當(dāng)延長;人為提高排放次數(shù),發(fā)現(xiàn)露點(diǎn)升高時,通過手動排放的方式來排放過濾器的積液。(2)調(diào)整壓縮機(jī)啟停壓力,以確保產(chǎn)能需要。(3)當(dāng)環(huán)境溫度下降時,適當(dāng)提高加熱器設(shè)定溫度(但不高于60 ℃);在膜組入口溫度監(jiān)測點(diǎn)到膜單元入口這段管道(包括入口匯管)加設(shè)保溫層,減少溫度損失。(4)重新設(shè)定液氮的投用壓力。(5)適當(dāng)關(guān)小再生塔再生放空流量控制閥開度,減少再生流量;在保證氧含量低于2%的情況下,適當(dāng)增大膜組單元出口手動球閥開度,將膜組生產(chǎn)能力大化;滿足產(chǎn)品氣質(zhì)量的情況下,干燥塔升壓時間和吸附時間可以適當(dāng)延長,提高產(chǎn)品氣流量。
效果分析:通過對膜制氮運(yùn)行中各種參數(shù)精準(zhǔn)控制,使膜制氮的產(chǎn)能達(dá)到甚至超過設(shè)計(jì)值70 Nm3/h。
2.1.5 LNG船舶靠泊帶纜方案優(yōu)化,減少帶纜靠泊時間
LNG船舶的靠泊時間主要受帶纜方案、船方調(diào)位時間、天氣等影響,其中福建LNG岸方自己可控的只有帶纜方案。在系纜工作中,由于帶纜方案的不同,直接影響LNG船舶靠泊的時間,也關(guān)系著拖輪燃油的經(jīng)濟(jì)性。LNG船舶是否按時、順利靠泊,還會對后續(xù)的卸料工作以及船舶出港時間的安排造成影響。
優(yōu)化方法:分析對比了LNG船舶三種靠泊帶纜方案,經(jīng)過理論研究和實(shí)踐論證選擇了方案三,即首尾帶纜時,倒纜1次帶1根,橫纜同時帶2根,同時船方在主纜繩琵琶頭上做標(biāo)記。針對夜間帶纜所帶來的不利影響,在主纜繩琵琶頭上安裝發(fā)光指示,用于區(qū)別不同纜繩的對應(yīng)關(guān)系。岸上人員通過穿戴配有防爆燈的安全帽并配合信號燈與船方進(jìn)行溝通。
效果分析:該方案安全性高,同時耗時短,節(jié)約時間36.6%;使4艘拖輪1次作業(yè)節(jié)約燃油費(fèi)用至少1萬元。
2.2.1 增加BOG回收方式,降低BOG放空量
LNG接收站原工藝流程為單一的BOG再冷凝流程,當(dāng)再冷凝器進(jìn)行隔離檢修時或接收站外輸量未達(dá)到最小外輸量時無法回收BOG。通過分析優(yōu)化,增加BOG回收方式,將BOG直接高壓外輸。采用獨(dú)立兩段壓縮,控制邏輯也相對獨(dú)立,對現(xiàn)有裝置影響小,且不受現(xiàn)有裝置輸出影響;其中第一段壓縮機(jī)還可作為現(xiàn)有BOG壓縮機(jī)的備用設(shè)備,整套系統(tǒng)也可作為LNG接收站現(xiàn)有BOG冷凝回收系統(tǒng)的備用;在外輸量較小或設(shè)備修時也可利用將BOG直接加壓至下游輸氣干線所需的壓力輸送至下游用戶,增加了裝置的運(yùn)行可靠性;BOG經(jīng)前置強(qiáng)制空冷式加熱器升溫后,壓縮機(jī)選用國產(chǎn)常溫壓縮機(jī),設(shè)備投資減小,建設(shè)周期也可縮短。
效果分析:高壓BOG壓縮機(jī)日回收的BOG量:7 t/h×24 h=168 t。日回收BOG量折合約:168 t×5 000元/t=840 000元。高壓BOG壓縮機(jī)日運(yùn)行耗費(fèi)的電量:2 255 kW×24 h×0.8元/kW·h=43 296元。日回收BOG效益:840 000元-42 213元=796 704元。
2.2.2 接收站變電站提高力率改造(增加電容補(bǔ)償,提高功率因素)
福建LNG接收站主要為下游莆田燃?xì)怆姀S、廈門燃?xì)怆姀S、晉江燃?xì)怆姀S3家燃?xì)怆姀S及福州、莆田、泉州、廈門、漳州5個城市燃?xì)夤?,接收站變電站無功補(bǔ)償原設(shè)計(jì)在主變電站設(shè)2組2 500 kvar電容器組實(shí)現(xiàn),在外輸量低、用電負(fù)荷輕時,因輸電線路、埋地電纜較長,線路產(chǎn)生大量容性無功向電網(wǎng)倒送,造成接收站用電功率因數(shù)低于國家規(guī)定值0.9,平均僅為0.70~0.88左右,福建LNG接收站用電功率因數(shù)統(tǒng)計(jì)表。每年向當(dāng)?shù)毓╇姴块T繳納力率調(diào)整電費(fèi)多達(dá)400萬元。
改造方法:福建LNG節(jié)能降耗課題組對接收站用電功率因數(shù)低的原因進(jìn)行分析后采取在總變電所6 kV Ⅰ、Ⅱ段母線各加裝一組容量為2 500 kvar并聯(lián)電抗器進(jìn)行無功補(bǔ)償。
效果分析:輸電線路容性無功改造于自建成投用,當(dāng)下游用氣量小、接收站外輸量低時,投用電抗器組對線路進(jìn)行無功補(bǔ)償,功率因數(shù)由原0.70~0.88提高至0.95以上(高于0.9進(jìn)行獎勵),每年除節(jié)省力率調(diào)整電費(fèi)上百萬元外,電業(yè)部門每年獎勵公司30萬元以上,為公司帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。達(dá)到了節(jié)能降耗、提高運(yùn)行效益的目的。
2.2.3 儲罐航空障礙燈改造(由熱光源改為冷光源)
接收站4個儲罐航空障礙燈光源采用傳統(tǒng)的白熾燈熱光源,利用白熾燈熱輻射發(fā)光,80%~90%的能量轉(zhuǎn)換能熱能,10%左右的能量轉(zhuǎn)換為光能,熱能損耗較高,發(fā)光效率較低。且表面采用噴漆處理,防腐性能差,塑粉易脫落,造成光強(qiáng)不足,影響儲罐安全,設(shè)計(jì)使用壽命短(6 000 h),功率100 W,故障率高。
改造方法:設(shè)計(jì)采用鋁合金壓鑄殼體和紅色鋼化玻璃罩,表面采用高壓靜電噴塑處理,塑粉附著力強(qiáng),防腐性能強(qiáng)并裝有耐老化的密封圈,其防腐等級可達(dá)IP66;光源同時采用LED冷光源,高效節(jié)能,使用壽命長達(dá)10萬小時,使用年限長達(dá)12年以上,平均功率由原來的100 W降低至15 W的LED燈,減少檢修頻率,降低維護(hù)成本。
效果分析:4個儲罐共計(jì)52套航空燈,每天按12 h工作計(jì)算,每年節(jié)省用電52×365×12×0.085=19 359.6 kW·h,電費(fèi)以0.8元/kW·h計(jì)算,則每年節(jié)省電費(fèi)15 487.68元。同時使用年限大大延長,也大大節(jié)省了維護(hù)檢修費(fèi)用。
2.2.4 中控DLP大屏幕改造(投影光源由UHP超高壓汞燈泡改為LED光源)
接收站中控DLP大屏幕共有14套投影單元,投影引擎光源為UHP超高壓汞燈泡,功耗大,亮度衰減快,使用壽命短。
改造方法:引入前沿新技術(shù),將投影引擎光源由UHP超高壓汞燈泡改為LED光源,光源功率由原來的120 W降低至5 W,使用壽命由8 000 h延長至60 000 h,既高效節(jié)能,又可降低備件消耗,減少檢修頻率,降低維護(hù)成本。
效果分析:(1)運(yùn)行費(fèi)用:14套投影單元,24 h不間斷運(yùn)行,每年節(jié)省用電14×365×24×0.115=14 103.6 kW·h,電費(fèi)以0.8元/kW·h計(jì)算,則每年節(jié)省電費(fèi)11 282.88元。(2)檢修費(fèi)用:UHP燈泡和LED光源市場價相近,約0.9萬元,LED光源壽命是UHP燈泡的7.5倍,14套LED光源生命周期內(nèi)可節(jié)省備件費(fèi)用14×(7.5-1)×0.9=81.9萬元。
2.3.1 提升高耗能設(shè)備運(yùn)行效率,降低單位能耗
常用的高耗能設(shè)備有海水泵(1 150 kW)、高壓泵(1 641 kW)、低壓泵(157 kW)等。若不進(jìn)行合理調(diào)配、優(yōu)化操作的話,將使得接收站單位能耗大大增加,造成大量的不必要電能浪費(fèi)。由于受下游電廠機(jī)組及槽車裝車的影響,低壓泵和高壓泵的運(yùn)行流量可能會隨之波動,因此需要控制合理的高、低壓泵運(yùn)行臺數(shù),使高、低壓泵運(yùn)行流量盡量控制在額定流量455、370 m3/h左右下運(yùn)行。
效果分析:若單條生產(chǎn)線多運(yùn)行1 h多可產(chǎn)生電量1 955 kW,電費(fèi)以0.8元/kW·h計(jì)算,則:每小時多可節(jié)約電費(fèi)為1 955×0.8=1 564元/h;若每天高耗能設(shè)備無功運(yùn)轉(zhuǎn)以1 h計(jì)算,一年可節(jié)約的電費(fèi)為1 564×1×365=57.1萬元/年。
2.3.2 加強(qiáng)高耗能設(shè)備運(yùn)行管控,降低無功損耗
海水泵已啟動,高壓泵遲遲未運(yùn)行或高壓泵已停止運(yùn)行,而海水泵還處于較長時間的運(yùn)行狀態(tài),造成海水泵長期無功損耗,通過對接收站設(shè)備安全運(yùn)行特點(diǎn)和輸氣干線用氣特點(diǎn)的分析,加強(qiáng)了對調(diào)度的精準(zhǔn)調(diào)度,避免頻繁啟停高壓泵和海水泵。在增啟高壓泵時,加強(qiáng)管控盡量避免海水泵提前啟動時間過長,在停止運(yùn)行氣化器時,嚴(yán)格執(zhí)行氣化器停止15 min須停止海水的規(guī)定,避免氣化器海水無效流動,造成電能浪費(fèi)。
效果分析:(1)運(yùn)行費(fèi)用:若多運(yùn)行1 h多可產(chǎn)生電量1 150 kW,電費(fèi)以0.8元/kW·h計(jì)算,則:每小時多可節(jié)約電費(fèi)為1 150×0.8=920元/h;(2)維修費(fèi)用:通過降低設(shè)備啟停頻率和運(yùn)行臺數(shù),達(dá)到了延長設(shè)備使用壽命、降低維修頻率及成本的目的。以降低海水泵啟停頻率為例:按照一條生產(chǎn)線連續(xù)運(yùn)行,另一條生產(chǎn)線間段調(diào)峰運(yùn)行模式估算,海水泵年運(yùn)行時間可節(jié)省1 200 h,按照每8 000 h大修一次,大修費(fèi)用約230萬元估算,設(shè)備可節(jié)省檢修成本約34.5萬元。
2.3.3 改變管道保冷方法,降低BOG產(chǎn)生量
接收站6個儲罐共18臺罐內(nèi)低壓泵均一直處于LNG保冷狀態(tài),其中有部分(至少10臺)罐內(nèi)低壓泵未處于運(yùn)行狀態(tài),由于保冷熱量及低壓泵做功帶入LNG儲罐產(chǎn)生較大量BOG。通過分析優(yōu)化,在保證設(shè)備備用的前提下,關(guān)停不在運(yùn)行的罐內(nèi)低壓泵的LNG保冷,以減少BOG產(chǎn)生量。
效果分析:以3臺高壓泵、10個槽車撬同時滿負(fù)荷運(yùn)行,多需要8臺罐內(nèi)低壓泵同時運(yùn)行,則至少可停止8臺罐內(nèi)低壓泵LNG保冷可減少的LNG循環(huán)量約為90 t/h,減少BOG的產(chǎn)生量約為1.9 t/h,即每天至少可減少BOG產(chǎn)生量約為45.6噸/天,若采用BOG壓縮機(jī)回收的話則耗電量至少為575×45.6÷7×0.8=2 996元/天,即每年至少可節(jié)約電費(fèi)109萬元/年。
2.3.4 錯時用電,降低運(yùn)行費(fèi)用
福建LNG接收站的終端用戶有城市燃?xì)夂驼{(diào)峰燃?xì)怆姀S等,用氣高峰在白天,夜間24:00—6:00時用氣量相對較低。而晚上非用電高峰區(qū)間電價低,若能充分利用低電價,并調(diào)整好不同時段的管網(wǎng)壓力,可實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。福建LNG接收站以及投產(chǎn)的主干線管道的長度為301.1 km,管道大管存量約為5 029噸,在接收站日常外輸過程干線壓力達(dá)到6.1 MPa時就會停止外輸,干線設(shè)計(jì)壓力為7.5 MPa。為了提高用電效率,國內(nèi)各地區(qū)采用了分段收費(fèi)措施,實(shí)現(xiàn)移峰填谷的目的,緩解電荒。根據(jù)福建省電網(wǎng)銷售價格表可知,對于大工業(yè)用戶的高峰、低谷電價分別在平段電價的基礎(chǔ)上上浮和下浮50%(峰時段:8:30—11:30、14:30—17:30、19:00—21:00;平時段:7:00—8:30、11:30—14:30、17:30—19:00、21:00—23:00;谷時段:23:00—次日7:00。(注:信息來自《關(guān)于貫徹執(zhí)行國家發(fā)展改革委提高華東電網(wǎng)電價有關(guān)問題的通知》(閩價電[2008]31號)),因此,對于用電量大的大工業(yè)用戶增加夜間23:00—次日7:00設(shè)備運(yùn)行有助于節(jié)省電費(fèi)。通過分析用氣特點(diǎn)采取提高夜間管網(wǎng)壓力增加管存量,當(dāng)把夜間停外輸?shù)膲毫?.1 MPa提高到7.0 MPa,可以額外增加約為600 t,這樣在總外輸量一定的情況下可以減少白天(電價高)高壓外輸啟動時間進(jìn)而減少白天的耗電量。
效果分析:按照一臺罐內(nèi)泵、一臺海水泵、一臺高壓泵、一臺壓縮機(jī)計(jì)算,即總功率為3 523 kW的設(shè)備,需要運(yùn)行3.1 h,大用業(yè)用戶110 kV,峰時段和谷時段電價差額為0.5426元(福建省電價標(biāo)準(zhǔn),峰時段0.813 9元、谷時段0.271 3元),則夜間外輸可節(jié)省電費(fèi)約為5 926元,一個月可節(jié)省電費(fèi)17.8萬元,一年可節(jié)省電費(fèi)約213.3萬元。按照目前管存量較小,利用錯時用電方式節(jié)能效果不會太明顯,但隨著二期管網(wǎng)的建設(shè),管存量將有效擴(kuò)容,利用錯時用電方式,節(jié)能效果將十分顯著。
2.3.5 利用RBI檢測技術(shù)有針對性開展檢驗(yàn)降低BOG排放量
再冷凝器(V-0305)作為福建LNG接收站BOG回收的重要設(shè)備于2008年投入使用。目前,該設(shè)備已到全面檢驗(yàn)周期,由于再冷凝器(V-0305)無備用設(shè)備,全面檢驗(yàn)時,設(shè)備需停機(jī)隔離約50 d,BOG放空量約10 000 t,將造成較大的經(jīng)濟(jì)損失及環(huán)境影響。
改進(jìn)方法:為保證公司合規(guī)運(yùn)行,同時考慮到降本增效,擬采用符合TSGR 0004—2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定的RBI技術(shù),給出有針對性的檢驗(yàn)方法,為裝置延長檢驗(yàn)周提供技術(shù)支持與依據(jù),并根據(jù)評估結(jié)果確定設(shè)備檢驗(yàn)策略。
效果分析:通過采用新的檢驗(yàn)方法RBI技術(shù),既保證了公司合法合規(guī)運(yùn)行,又避免了檢驗(yàn)期間BOG的排放、保冷材料的拆除與回裝,節(jié)約保溫材料及拆裝費(fèi)用共約100萬元,減少BOG排放約10 000 t。
(1) LNG冷能利用相當(dāng)于接收站的一個氣化器,繼續(xù)擴(kuò)大LNG冷能利用有利于降低LNG氣化器的海水用量,即降低高能耗設(shè)備海水泵的運(yùn)行時間和負(fù)荷。
(2)加強(qiáng)對下游用氣特點(diǎn)的分析和調(diào)度,盡可能實(shí)現(xiàn)接收站均勻外輸,避免高低壓泵和海水泵的頻繁啟停產(chǎn)生無功功率。
(3)探索氣化器海水進(jìn)、出口溫度差是否可以擴(kuò)大范圍。目前氣化器海水進(jìn)出口溫差控制為低于5 ℃,如果能改為7 ℃,則LNG接收站的節(jié)能將還有很大的空間。
(4)提高管網(wǎng)壓力運(yùn)行區(qū)間。隨著二期管網(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)行,管容將不斷擴(kuò)大,不但管容對負(fù)荷高峰的調(diào)節(jié)能力更強(qiáng),而且可以更多地利用低價電能。
(5)對海水泵電機(jī)進(jìn)行采用變頻控制,根據(jù)0RV進(jìn)出口海水溫差調(diào)整海水量,降低海水泵電能消耗。
(6)改造高壓泵進(jìn)行采用變頻控制,根據(jù)0RV出口天然氣的壓力來調(diào)整高壓泵出口的壓力,降低海水泵電能消耗。
(7)加強(qiáng)接收站卸料儲罐的管理,減少重輕組分混裝產(chǎn)生更多的BOG,減少儲罐液差達(dá)大造成低壓泵效率降低。
(8)加大對接收站周邊天然氣用戶開發(fā),實(shí)現(xiàn)BOG低壓直接外輸和LNG低壓氣化外輸。
(9)跟蹤前沿技術(shù),推進(jìn)節(jié)能設(shè)備的推廣運(yùn)用。