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LNG项目节能减排技术应用

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摘要:

唐山LNG在能源综合利用上进行深化优化,采取了系列节能减排技术。LNG储罐选择全容式混凝土顶储罐;选择再冷凝蒸发气体的处理工艺,选用开架式海水汽化器与浸没式气化器相结合,在海水温度允许的情况下,充分利用海水的热能,减少化石能源的消耗,配套冷能利用系统,对LNG优质冷能进行回收利用。

关键词:

唐山LNG;再冷凝;开架式汽化器;冷能利用

改革开放以来,随着我国经济的发展,工业规模显著增长,能源消耗逐年增长,伴随着工业生产的扩大和能源过度开发,实现能源综合利用和提高能源利用率越来越得到国家的重视和社会的关注。国家“十二五规划”明确提出了节能减排的目标,即到2015年,单位GDP二氧化碳排放降低17%;单位GDP能耗下降16%;非化石能源占一次能源消费比重提高3.1个百分点,从8.3%到11.4%;主要污染物排放总量减少8%到10%的目标。“十二五”规划提出的约束性指标更加明确了国家节能减排的决心。因此,提高能源利用率十分必要。唐山LNG广泛应用节能减排技术,降低了能源消耗量,减少污染物的排放量。

1唐山LNG概况

中石油京唐液化天然气有限公司由中国石油天然气股份有限公司、北京控股集团有限公司、河北省天然气集团公司三方投资建设的重点项目。三方合资比例分别为51%、29%、20%。中石油京唐液化天然气有限公司负责项目的建设和运营。该项目由接收站工程、码头工程和站外配套工程组成,为宽430m、长1120m矩形,面积48.16×104m2。项目规模为650万吨/年,分期建设,先期工程建设4座16万立方米LNG储罐和1座可靠泊船容量介于8~27万立方米LNG船的专用卸船码头及站外配套工程,远期预留4座16万立方米储罐用地和1个泊位。码头泊位长410米,栈桥长度1899米,净宽13.5米。

2再冷凝工艺

唐山LNG在蒸发气体的处理工艺上,选择再冷凝工艺,而没有选择直接输出工艺。直接输出工艺是将蒸发气压缩到外输压力后直接送至输气管网,需要消耗大量压缩功;而再冷凝工艺是将蒸发气压缩到某一中间压力,然后与由低压输送泵从储罐送出的LNG在再冷凝器中混合,由于LNG加压后处于过冷状态,可以使蒸发气再冷凝,冷凝后的LNG经高压输送泵加压输送后气化。因此,再冷凝工艺可以利用LNG冷量,利用部分LNG的冷能来冷凝蒸发气,再经过高压输送泵外输,贫液LNG工况时,用于冷凝BOG的LNG最大量约为84.70t/h,约占LNG总输出量(495t/h)的17.11%,相当于回收冷量8.8×106kJ/h,富液工况时,用于冷凝BOG的LNG最大量约为106.00t/h,约占LNG总输出量(549t/h)的19.30%,相当于回收冷量10.6×106kJ/h。可实现年回收冷量770.9×108kJ/a[1],减少BOG压缩功的消耗,从而节省能量。

3冷能利用工艺

唐山LNG建有冷能利用设施,LNG具有深冷特性,储存温度为-161℃,将LNG冷能用于空分装置,建设一套液体总产量为600t/d的空分装置,其中液氧300t/d、液氮290t/d、液氩10t/d,利用LNG的数量为1200t/d~1800t/d。LNG冷能用于空气分离装置时,由于工艺温度(-183℃至-173℃)比LNG温度(-162℃)还要低,与用于冷藏冷冻(-20℃)、低温发电(-40℃)、制取干冰(-下80℃)、低温粉碎(-140℃)等场合相比,LNG的冷量火用得到最大程度的利用,是目前技术上最为合理的方式。这种冷能利用方式不但大大降低了生产液态空气产品的能耗,而且降低了LNG气化的成本,具有一定的经济性。在LNG气化过程中,系统工艺温度低,对LNG冷能的整体利用率高,节能效果显著。由制冷原理可知,要求的工艺温度越低,常规制冷方式所消耗的能量越多,在到达一定的低温区时,蒸发温度每降低1K(开尔文),能耗要增加10%,此时利用LNG冷能的节能效果也就越明显,冷量火用的利用率也高。因此应在尽可能低的温度下利用冷能。冷能利用场所的温度较高时,传热过程中未能加以利用的大量冷量火用白白损失。利用LNG冷能的600t/d的生产液体产品的空分装置,将比同规模的常规空分装置节电40%左右,同时,接收站用于空分装置的LNG流量为50t/h~75t/h,而将50t/h~75t/hLNG气化所需要的热负荷为10MW左右[2]。冷能利用项目可使接收站降低一部分气化费用,相当于LNG冷能的利用率提高9%~14%。相当于该工程可节约能量7.39×107MJ~8.90×107MJ,约合2522.8~3038.9tce,占该项目综合能耗的3.8~4.6%。在一期350×104t/a规模时,LNG冷能利用量70MW以上,占冷能总量的70%,平均每吨LNG冷能收益80多元,有效的节省了SCV燃料、新鲜海水和海水泵电耗等,总经济效益达4亿元/a[3]。

4结语

唐山液化天然气主要采取了蒸发汽再冷凝工艺、开架式气化器(V)和浸没燃烧式气化器(SCV)联合运行、优质保温材料、冷能利用等节能措施,选用节能、高效的设备,优化工艺方案,能源利用合理,有效的提高能源利用率,实现资源资利用,降低了能耗,减少污染物的排放,符合国家节能减排的要求。

参考文献:

[1]《唐山液化天然气项目节能评估报告》[R]中石油京唐液化天然气有限公司、中国石油集团安全环保技术研究院,2013.

[2]《唐山LNG项目可行性研究接收站工程冷能综合利用研究专题报告》[R][出版地址不详]:中国石油天然气股份有限公司唐山LNG项目经理部、华南理工大学天然气利用研究中心,2006.

[3]华贲李伟徐文东赵玉民熊永强[J]天然气工业2008,28(5):1-4

作者:高晖 单位:中石油京唐液化天然气有限公司经营计划处

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