LNG接收站项目节能降碳发展探讨

0 引言

天然气是一种化石燃料，其主要成分为CH

，其燃烧产物主要是CO

和H

O，相比煤、石油等其他化石燃料，天然气更清洁，且在燃烧时产生的CO

更少。例如，同样用于燃烧发电，天然气所产生的CO

大约只有煤炭的二分之一，所产生的空气污染物只有煤炭的十分之一。而且，天然气液化后体积可缩小为原来的六百分之一，便于储存和运输。LNG作为清洁、高效、低碳能源，尤其是在融通内外、调峰保供上发挥的显著作用，越来越受到政府的重视和企业的青睐。2020年，中国LNG进口量已达6 713万t，比上年同期增长11.5%

。

在天然气产业链中发挥重要作用的同时，LNG接收站自身的运行能耗较高。例如，2020年上海LNG接收站年能耗约为3万tce（等价值），列入重点用能单位管理，而同时冷能、压能的余能利用也有较大潜力，因此，实现LNG接收站项目的节能降碳发展十分必要。结合上海LNG接收站及其他同类接收站的探索实践，系统阐述LNG接收站项目节能降碳发展的思路、方法和前景。

1 LNG接收站工艺和主要耗能设备

LNG项目一般由码头工程、接收站工程及输气管线工程三部分组成，接收站工程由LNG卸料、储存、蒸发气（BOG）处理、气化外输、槽车外运等设施组成，用于接卸和储存进口LNG、根据下游用气市场的需要进行气化输出生产或槽车外运。上海LNG接收站的主要工艺流程如图所示，其主要能耗设备（功率在100 kW以上）包括罐内泵、高压泵、海水泵、BOG压缩机，它们的电耗在接收站能耗中的占比超过90%，主要用于LNG气化外输和BOG处理。

2 LNG接收站项目的节能设计和设备选用

根据项目特点和建设条件因地制宜选用节能工艺和高效节能设备，可从源头上为节能奠定基础。目前，对于LNG接收站节能方面的工艺、设备优化研究应用主要集中在LNG卸船、储存、气化、BOG处理方面。

该公司SAR装置再生炉LaserGas Ⅱ激光氧分析仪运行的稳定性与工况有着密切的关系，同时仪表自身透光率的变化又对仪表的测量起着决定性及可靠性的作用，其中还包括法兰孔的结焦以及氮气的吹扫等干扰性因素。因此维护仪表前需了解工况，保证仪表的可靠性以及测量数据的准确性。同时，维护人员提升自身的专业素质，加强日常的维护工作，保证分析仪正常运行，让在线分析仪器的作用和性能得到充分发挥。同时根据分析仪的数据能够及时调整工况，确保了装置更加安全平稳的生产。

2.1 LNG卸船工艺节能设计

LNG接收站将LNG气化时会放出很大的冷量，其值大约为830 kJ/kg，这一部分冷量通常都被排入海中。目前，国内外已对LNG冷量利用展开了广泛研究

。但应用领域并不广泛，发展水平也不均衡。LNG冷能利用按利用方式不同可分为直接利用和间接利用。直接利用方式主要有冷能发电、空气液化分离、液态乙烯储存、冷库、制造干冰、轻烃分离、低温养殖和海水淡化等；间接利用方式有低温破碎、冷冻食品、水和污染物处理、低湿干燥、制冰、中央空调冷源、蓄冷装置等

。其中，冷能空分是国内外项目的主要利用方式，日本则有较多冷能发电和一些冷能冷库。

同时，卸料总管采用小流量LNG保冷循环。上海LNG接收站设计中，保冷循环在非卸船时回流到再冷凝器，而在卸船时回流到储罐，相对于部分接收站只回流到储罐的设计，有利于降低BOG处理所需的能耗

。

2.2 LNG储存工艺节能设计

再冷凝工艺可有效利用LNG加压后形成的过冷量，从而大大降低BOG压缩机能耗，所以目前国内LNG接收站的设计中均应用了该工艺。但再冷凝工艺对最低外输量有要求，因此有些LNG接收站项目由于项目运行早期最低外输量难以保证，为减少BOG放空量，采用再冷凝工艺和直接外输工艺相结合的方式，从而节约能量

。

低压罐内泵放置在LNG液体里，不仅减少了备用泵的预冷能耗，还能避免罐内泵内LNG的泄漏和蒸发，从而降低能耗

。

在用Photoshop修图时，先复制背景图层，然后点击“滤镜—模糊—动感模糊”，用滑块调整模糊程度。我们最高调到了500像素。接下来添加蒙版，用不透明度15%的黑色笔刷涂抹你想保留的部分，比如这张照片里的码头。

LNG储罐采用上下进液方式，可降低LNG在储罐中的蒸发率，避免LNG在储罐中发生翻滚现象，从而降低能耗且提高安全性

。

2.3 因地制宜选用BOG处理工艺

目前，LNG接收站常用BOG处理工艺有3种，即再冷凝工艺、直接外输工艺、直接液化工艺

，根据外输条件选用。

与早期的单容罐相比，目前国内通用的LNG储存系统选用全容罐，不设BOG鼓风机就可以将储罐中BOG返回到LNG船舱里，从而节省能耗

。

也有接收站选用了直接液化工艺。例如，在中海油江苏滨海LNG项目中，一台处理量为7.5 t/h的小型液化回收装置可以处理低至2～4个储罐满罐自蒸发工况的BOG产生量。该装置运行功率为1 600 kW，每天平均耗电38 400 kWh，回收24.5万m

（7.5 t/h）BOG，可以节约能量304 tce当量

。

2.4 因地制宜选用气化工艺

LNG接收站的气化一般均利用海水作为热源以降低能耗，根据海水水质条件选用开架式海水气化器（ORV）或中间介质气化器（IFV）作为基本负荷气化器，浸没式燃烧器（SCV）作为应急调峰备用气化器，可有效利用项目附近的海水作为LNG气化的热媒，减少天然气的消耗，更有利于安全操作

。

电气节能设计主要有：变配电站布置尽量接近负荷中心；在变压器低压侧集中装设静电电容器补偿装置，以提高变压器的有功负荷率；设备容量避免负荷率过低；配电设计中采用合理的配电级数，将单相负荷作三相平衡分配；采用功率因数补偿装置等措施

。

2.5 选用高效节能设备

项目主要用电设备（如高压泵、海水泵、罐内泵、BOG压缩机等）尽量选用高效节能设备或者高效节能电机，照明、空调等公用设备选用节能设备等，均有利于在后期运行中节电。例如，1 600 kW的BOG压缩机在采用节能电机后可在25年运行期内节约投资1 200万元

。而与四级调速压缩机相比，无级调速压缩机的适用工况更加宽广

。此外，上海LNG接收站扩建项目储罐底板电加热系统采用分区温度监测和加热控制，以减少不必要的过热损耗，可节约电耗约8.3%，每年节电量约70 416 kWh。

2.6 电气节能设计

高压与低压是普通人的称呼，在医学上称为收缩压与舒张压。对应的是心脏收缩期血液对血管壁的最高压力值和心脏舒张期血管壁对血液的最低压力值。在心脏收缩射血时，整个动脉系统就好比一个气球一样被拉伸膨胀容纳心脏射出的血液，这时候的最大压力是收缩压。当心脏收缩时，主动脉瓣关闭，动脉系统又靠自己的弹性回缩挤压血液继续前行，这时的最低压力值就是舒张压。收缩压与舒张压彼此往复，血液在它们共同推动下而循环不息。

通常系统中包含黑名单、散客、协议企业三项子系统，按照用例以及用例之间关系，使用例行为合理包含另一用例行为，且保障用例本身扩展功能。比如客人入住需要做黑名单查询，其用例包含一个新入住客人会成为会员、回头客、协议企业客人三种；此即是用例扩展延伸的直观体现，在系统建模中做好用例设定，也是提升其建模质量的关键。

3 LNG接收站的节能经济运行

项目建成后，接收站的工艺流程、运行参数及主要设备均已确定，通过优化设备运行、电气运行、设备检维修管理，使设备始终处于高效运行状态，可实现LNG接收站节能经济运行。

3.1 优化设备运行

上海LNG接收站因地制宜、因时制宜开展了LNG冷能利用的系列研究，在扩建工程中落地建设一套额定功率为3 000 kW的LNG冷能发电装置。该装置采用以丙烷为冷媒的低温朗肯循环，主要由IFV和透平发电机组、丙烷泵组成，采用停电不停气工艺和变负荷外输电力工艺，最大可调负荷率达到50%。该项目预计于2022年建成投运。项目建成后，对外输送电量可达2 400万kWh/a，减少能耗可达7 000 tce/a，减少碳排放可达1.87万t/a。

3.2 优化电气运行

高含硫天然气净化厂中控室暖通系统技术优化与应用评价…………………………………………………………(1):110

3.3 优化设备检维修管理

合理安排设备检维修计划，尽量选择在用气低谷季节对IFV、海水泵、海水管道等重要设备逐一进行检修，并确保这些设备在高峰用气季节来临前已完成检修且处于完好状态，以避免应急启用SCV情况的发生，从而减少不必要的能耗。

4 LNG项目余能利用

LNG在液化生产过程中蕴藏了大量冷能、在气化外输为天然气后蕴藏了大量压能，因地制宜进行余能开发利用有较大潜力。

4.1 LNG冷能利用

目前的卸船总管设计一般均采用单根液相总管（100%能力）、一根气相平衡管线和一根LNG循环管线的LNG卸船工艺设计，与双液相卸船总管流程相比，可节约投资约40%，缩短卸船时间，减少BOG量

。

上海LNG接收站通过均衡分配两台变压器负荷、只在高峰季节阶段性提高使用容量申请、合理启停无功补偿设备，在运行巡检时注意检查电容补偿自动控制装置工作正常，使功率因数常年达到0.95以上，不仅能够确保调峰安全，还能降低电能损耗，节约2万kWh/年，也能获得电费减免约100万元/年。

研究表明

，利用输出管线管容调配生产、优化生产线启停时间、根据储罐压力调节BOG压缩机负荷和启停时间等优化运行方式，对LNG接收站的节能效果较为明显。例如，上海LNG接收站和下游管网公司协调联动，充分利用管网调峰设施和公司输气管线储气量承担小时调峰量，使气化外输设施动设备的平均负荷率提高近10%，降低综合单耗约为0.45 kWh/t。2019年大鹏LNG接收站通过适量提高生产线的气化能力、优化生产线启停时间、调整输出管线运行压力等措施，按每天平均少启动1条生产线6 h估算，至少节约能耗1.4 kWh/t

。

“价值趋近化”指的是加剧话语空间中心实体（IDCs）价值观与外来的、敌对的外部实体（ODCs）价值观之间的冲突。通过价值趋近化，外部实体的价值观被解读为不断侵袭中心实体（即发话者和听众）的范围，并且将价值观冲突物质化为现实中的物理冲突。由于美国与中国、俄罗斯、朝鲜以及中东国家在政治、经济、文化等诸多方面的不同，双方的意识形态自然存在差异和冲突。《报告》使用了许多带有价值观色彩的表达，格外凸显价值观冲突，例如：

4.2 天然气输送差压能利用

为满足长距离、大流量输送的需要，天然气长输管线设计压力常在7.0～10.0 MPa之间，而下游的城市管网设计压力常在4.0～6.0 MPa左右，在非高峰用气季节，输气站调压前后常有2.0～3.0 MPa左右的压差可利用。在上海LNG项目中，输气末站的调压差压能和相邻的临港燃机电厂的余热利用相结合，合作开发实施了天然气差压余能发电项目，2020年发电量达到2 000万kWh/a，很好利用了差压能。

5 节能低碳发展展望

1）LNG接收站项目发展初期，因缺少经验，设计工况参数的确定常趋于过于保守，罐内泵、高压泵、海水泵、空压机等高耗能设备的设计参数和选型配置常有较大的优化空间，节能潜力较大，在新项目建设中应重点关注，充分汲取已运行项目积累的经验教训。

关于借代造词或产生词的借代意义的问题,拙文《论修辞格对汉语词义的影响》曾有所涉及。[注]吴礼权、李索:《修辞研究》(第一辑),广州:暨南大学出版社,2016年,第74-87页。其中谈到汉语可以直接用借代修辞格产生汉语词义,举的例子如:

2）变频电机的应用也是近年来的研究和实践探索热点，但要真正实现可靠经济应用，应结合每个接收站项目工艺设备的特点，开展系统深入的技术可行性、运行可靠性和经济性研究分析。

1.基层矛盾预防化解机制的建构必须贯彻法治的原则。党的十八大报告提出“运用法治思维和法治方式化解矛盾、维护稳定”的要求。新时期，让法治思维融入社会的血脉，提高执法者的制度执行力，进而破解社会管理难题，维护社会的稳定，让法律铭刻在公民的心里，应作为基层社会矛盾预防化解机制中长期部署的任务和应当遵循的一个原则。如何让基层社会矛盾解决的过程变成公众真正理解法律、服从法律的行动是要探索的问题。提高公职人员的法律思维，引导群众按法定途径解决纠纷则是法治原则的应有之义。只有回到法治的轨道，才能重树政府和法律的权威。我们期待基层社会矛盾能够在法治的框架内有效得到解决，在全社会重塑法治的信仰。

3）因LNG接收站常承担较大的调峰责任，负荷变化较大，因此经济运行仍应是节能降耗管理的重点。可与下游用户协同进行气化外输经济运行调度以提高运行设备负荷率；可探索实践设备运行和能耗在线监测系统建设，搭设动态仿真平台开展定量统计分析，可指导生产操作优化，确保设备一直处在高效运行状态。

4）LNG冷能利用和高压天然气调压差压能利用潜力较大，可深入开展冷能高效综合利用的研究，因地制宜开发实施冷能和差压能利用项目。目前，上海LNG接收站也正在研究LNG接收站与数据中心和燃机电厂一体化建设的LNG冷能利用方案，以实现LNG冷能的梯级利用。

6 结论

LNG作为助力中国实现“碳达峰、碳中和”的重要能源，大量接收站项目正在建设或规划中，其本身的能耗较大，节能不可忽视，同时潜力较大，应从项目节能设计、高效节能设备选用、经济运行、余能开发利用等方面开展因地制宜的优化研究和实践，并充分汲取现有接收站的经验教训，实现节能降碳发展。

[1]中华人民共和国海关总署.（14）2020年12月进口主要商品量值表（人民币值）.(2021-01-18)[2021-10-17].

[2]张韶.粤东LNG接收站主要节能设计优化方案的分析[J].科技创新导报,2012(2):15-16.DOI:10.16660/j.cnki.1674-098x.2012.02.019.

[3]刘红波,王钰.LNG接收站新型节能技术综述[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术:00245-00245.

[4]李达,顾锦龙.LNG接收站工艺流程及节能设计[J].石油和化工节能,2017(5):3.

[5]刘新凌,吴培葵,王良军,等.液化天然气接收站节能研究与实践[J].油气田地面工程,2013,32(11):1.

[6]柳山,魏光华.广东大鹏LNG接收站运行节能措施[J].天然气工业,2010,30(12):77-80.

[7]马倩倩.LNG接收站BOG系统运行模式优化[J].石化技术,2019,26(8):2.

[8]郭冰冰.LNG接收站的节能降耗操作和技术探讨[J].中国化工贸易,2020,12(1):168,170.

[9]顾安忠.液化天然气技术[M].机械工业出版社,2019.

[10]章润远.上海LNG接收站冷能利用发电的研究[J].上海煤气,2019(4):25-28+38.