LNG接收站源头节能设计研究

李达

（中海石油气电集团有限责任公司北京100028）

LNG接收站源头节能设计研究

李达

（中海石油气电集团有限责任公司北京100028）

做好源头节能设计是节能管理工作的重中之重，也是提高企业竞争力的最有效手段，在分析LNG接收站用能特点充分综合各接收站好的做法和经验基础上，大胆创新，形成了比较系统的LNG接收站源头节能设计方法和思路，将会大大提高能源利用水平。

LNG接收站；源头节能设计；能源利用效率

1 源头节能设计的重要性

生产性企业自投产之初，除非后期有大的工艺调整或新工艺、新材料的应用，其能耗水平基本已经确定。生产上的优化、节能技术改造的实施没长时间的积累，能耗水平也不会有比较大的改观。而在投产之前，在可研、设计阶段做好优化，做好源头节能设计无疑将对企业的能源利用水平产生较大影响，将具有先天优势。为了加强源头节能管理，自2010年起，国家开始推行《固定资产投资项目节能评估与审查》制度，目的就是提高对源头节能管理的重视，避免盲目建设导致的能源浪费和用能不合理现象。

2 LNG接收站主要工艺及用能特点

LNG属于清洁能源，受环境影响和持续发展要求，国家将把天然气作为主体能源，LNG也将迎来快速发展期。为了支持LNG的发展，国家也鼓励加大对LNG接收站的建设。接收站主要工艺流程为，储于储罐中的LNG（以常压和-160℃的低温储存）通过低压泵输送到高压泵，增压后的LNG经过气化器气化成为气体天然气，天然气计量后进输气管网。工艺流程如图1所示。LNG接收站的主要耗能设备有蒸发气压缩机、低压输送泵、高压外输泵、海水泵、气化器、空调等。

图1 LNG接收站工艺流程简图

LNG接收站气化器分为三类，开架式气化器、浸没式燃烧器或者中间介质燃烧器。开架式气化器的LNG接收站，LNG接收站主要消耗的能源包括电力、天然气等，其中电力约占整个能耗的90%以上（不计天然气输差）。对于应用浸没式燃烧器或者中间介质燃烧器的LNG接收站，气能耗主要以天然气和电力为主，受海水温度、天气温度、海水质量等因素的影响，其各类能源消耗占比相差较大，所以本文主要以采用开架式气化器的接收站为例。

在LNG接收站所消耗的电力中，蒸发气压缩机、低压输送泵、高压外输泵、海水泵所消耗的电力占比超过90%，所以做好这四类设备的选型和能耗管理是LNG接收站节能管理的重点。

此外，LNG的冷能是一种容易被忽视的能源，1千克的LNG气化将释放约850kJ的能量，即一个200万吨的LNG接收站，即便冷能回收利用效率为20%，一年就可以回收利用1万吨标准煤的能量。

3 LNG接收站源头节能设计

随着全国LNG接收站板块的发展，各所属单位在设计阶段、工程建设阶段、生产运营阶段积累了许多节能方面的先进经验和好做法，在这些好点子和思路基础上，大胆创新，建立了比较系统的源头节能设计，主要包括：

3.1 LNG冷能的利用

一个200万吨的LNG接收站，一年可节约1万吨标准煤。如果实施梯级回收利用LNG冷能，其冷能回收利用效率会提高至30%左右甚至更好，这样将会大大提高企业的能源利用水平。所以如具备冷能利用的条件，结合企业自身条件，综合考虑冷能发电、空分、制取液态CO2或干冰、冷冻或冷藏仓库、海水淡化、制冰及中央空调冷源、低温破碎、污水处理、蓄冷装置等各种回收利用技术，实现能源的梯级利用。

如在项目设计和运行初期，没有LNG冷能回收利用的好办法，可以在LNG接收站气化器周围预留设计一些换热器的接口，一旦条件成熟，不仅回收利用LNG中的冷能，也可以回收利用气化冷海水的冷能。将这些冷能进行回收，用于中央空调或其他需要冷能的设备中，也可以考虑与周边企业的冷热互供。

3.2 蒸发气回收压缩机和高压压缩机的选用

目前大部分接收站均有蒸发气压缩机，但蒸发气压缩机的生产负荷只能在25%、50%、75%、100%四类工况下运行，其适用工况范围较窄。目前无极调速压缩机已经被广泛应用，所以LNG接收站可采用这类无极调速压缩机，使之能在更大范围内节能优化运行。

3.3 变频泵、小功率低压泵的选用

从实际运行来看，一些单位变频的高低压泵、海水泵均取得了很好的节能效果。对于大功率泵，变频电机即便降低1Hz，电流就可降低1-3A，节能效果非常明显。另外，可以优化大、小功率低压泵的配置，在LNG外输量较低的情况下，通过运行的优化组合，保证各类泵能在高效区域内运行，也可以达到节能的效果。

3.4 空压机节能设计

在生产阶段，可通过空压机组群控技术和充分利用储气罐容积，将空压机原来空载运行工况变为停机运行，尽量减少空压机运行时间，降低空压机空载耗电。

3.5 选好节能空调

空调也是LNG接收站的主要耗能设备，虽然个体功率较小，但是由于空调布置比较分散，数量较多，如果选用能效水平低的空调，对能源是一种浪费。所以我们在设备选型和采购时，一定要选择能效等级为一级水平的节能空调。

3.6 做好能耗在线监测系统建设的设计和实施

通过能耗的实时监控，加强能耗统计和分析，最终通过能量优化提高能效水平。

结语

本文从源头节能设计重要性入手，通过分析LNG接收站的用能特点，得出节能管理的重点管理方法及对象。重点从LNG冷能利用，主要耗能设备节能设计及选型等6方面对LNG接收站源头节能设计进行了详细的阐述，将促进LNG接收站的节能工作。

[1]《液化天然气技术》（第2版）顾安忠机械工业出版社[M]

[2]《天然气技术与经济》，尤海英等，2007（4）:65-68[J]

[3]液化天然气接收站的工艺流程张奕等，重庆科技学院学报（自然科学版）2012年2月（第14卷第1期）[J]

李达，（1982.11-），男，工程师，2010年毕业于武汉理工大学，目前在中海石油气电集团有限责任公司从事节能、环保和质量管理及相关工作。