LNG接收站項(xiàng)目節(jié)能降碳發(fā)展探討

0 引言

天然氣是一種化石燃料，其主要成分為CH

，其燃燒產(chǎn)物主要是CO

和H

O，相比煤、石油等其他化石燃料，天然氣更清潔，且在燃燒時(shí)產(chǎn)生的CO

更少。例如，同樣用于燃燒發(fā)電，天然氣所產(chǎn)生的CO

大約只有煤炭的二分之一，所產(chǎn)生的空氣污染物只有煤炭的十分之一。而且，天然氣液化后體積可縮小為原來的六百分之一，便于儲存和運(yùn)輸。LNG作為清潔、高效、低碳能源，尤其是在融通內(nèi)外、調(diào)峰保供上發(fā)揮的顯著作用，越來越受到政府的重視和企業(yè)的青睞。2020年，中國LNG進(jìn)口量已達(dá)6 713萬t，比上年同期增長11.5%

。

在天然氣產(chǎn)業(yè)鏈中發(fā)揮重要作用的同時(shí)，LNG接收站自身的運(yùn)行能耗較高。例如，2020年上海LNG接收站年能耗約為3萬tce（等價(jià)值），列入重點(diǎn)用能單位管理，而同時(shí)冷能、壓能的余能利用也有較大潛力，因此，實(shí)現(xiàn)LNG接收站項(xiàng)目的節(jié)能降碳發(fā)展十分必要。結(jié)合上海LNG接收站及其他同類接收站的探索實(shí)踐，系統(tǒng)闡述LNG接收站項(xiàng)目節(jié)能降碳發(fā)展的思路、方法和前景。

1 LNG接收站工藝和主要耗能設(shè)備

LNG項(xiàng)目一般由碼頭工程、接收站工程及輸氣管線工程三部分組成，接收站工程由LNG卸料、儲存、蒸發(fā)氣（BOG）處理、氣化外輸、槽車外運(yùn)等設(shè)施組成，用于接卸和儲存進(jìn)口LNG、根據(jù)下游用氣市場的需要進(jìn)行氣化輸出生產(chǎn)或槽車外運(yùn)。上海LNG接收站的主要工藝流程如圖所示，其主要能耗設(shè)備（功率在100 kW以上）包括罐內(nèi)泵、高壓泵、海水泵、BOG壓縮機(jī)，它們的電耗在接收站能耗中的占比超過90%，主要用于LNG氣化外輸和BOG處理。

2 LNG接收站項(xiàng)目的節(jié)能設(shè)計(jì)和設(shè)備選用

根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)和建設(shè)條件因地制宜選用節(jié)能工藝和高效節(jié)能設(shè)備，可從源頭上為節(jié)能奠定基礎(chǔ)。目前，對于LNG接收站節(jié)能方面的工藝、設(shè)備優(yōu)化研究應(yīng)用主要集中在LNG卸船、儲存、氣化、BOG處理方面。

該公司SAR裝置再生爐LaserGas Ⅱ激光氧分析儀運(yùn)行的穩(wěn)定性與工況有著密切的關(guān)系，同時(shí)儀表自身透光率的變化又對儀表的測量起著決定性及可靠性的作用，其中還包括法蘭孔的結(jié)焦以及氮?dú)獾拇祾叩雀蓴_性因素。因此維護(hù)儀表前需了解工況，保證儀表的可靠性以及測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，維護(hù)人員提升自身的專業(yè)素質(zhì)，加強(qiáng)日常的維護(hù)工作，保證分析儀正常運(yùn)行，讓在線分析儀器的作用和性能得到充分發(fā)揮。同時(shí)根據(jù)分析儀的數(shù)據(jù)能夠及時(shí)調(diào)整工況，確保了裝置更加安全平穩(wěn)的生產(chǎn)。

2.1 LNG卸船工藝節(jié)能設(shè)計(jì)

LNG接收站將LNG氣化時(shí)會(huì)放出很大的冷量，其值大約為830 kJ/kg，這一部分冷量通常都被排入海中。目前，國內(nèi)外已對LNG冷量利用展開了廣泛研究

。但應(yīng)用領(lǐng)域并不廣泛，發(fā)展水平也不均衡。LNG冷能利用按利用方式不同可分為直接利用和間接利用。直接利用方式主要有冷能發(fā)電、空氣液化分離、液態(tài)乙烯儲存、冷庫、制造干冰、輕烴分離、低溫養(yǎng)殖和海水淡化等；間接利用方式有低溫破碎、冷凍食品、水和污染物處理、低濕干燥、制冰、中央空調(diào)冷源、蓄冷裝置等

。其中，冷能空分是國內(nèi)外項(xiàng)目的主要利用方式，日本則有較多冷能發(fā)電和一些冷能冷庫。

同時(shí)，卸料總管采用小流量LNG保冷循環(huán)。上海LNG接收站設(shè)計(jì)中，保冷循環(huán)在非卸船時(shí)回流到再冷凝器，而在卸船時(shí)回流到儲罐，相對于部分接收站只回流到儲罐的設(shè)計(jì)，有利于降低BOG處理所需的能耗

。

2.2 LNG儲存工藝節(jié)能設(shè)計(jì)

再冷凝工藝可有效利用LNG加壓后形成的過冷量，從而大大降低BOG壓縮機(jī)能耗，所以目前國內(nèi)LNG接收站的設(shè)計(jì)中均應(yīng)用了該工藝。但再冷凝工藝對最低外輸量有要求，因此有些LNG接收站項(xiàng)目由于項(xiàng)目運(yùn)行早期最低外輸量難以保證，為減少BOG放空量，采用再冷凝工藝和直接外輸工藝相結(jié)合的方式，從而節(jié)約能量

。

低壓罐內(nèi)泵放置在LNG液體里，不僅減少了備用泵的預(yù)冷能耗，還能避免罐內(nèi)泵內(nèi)LNG的泄漏和蒸發(fā)，從而降低能耗

。

在用Photoshop修圖時(shí)，先復(fù)制背景圖層，然后點(diǎn)擊“濾鏡—模糊—?jiǎng)痈心：?，用滑塊調(diào)整模糊程度。我們最高調(diào)到了500像素。接下來添加蒙版，用不透明度15%的黑色筆刷涂抹你想保留的部分，比如這張照片里的碼頭。

LNG儲罐采用上下進(jìn)液方式，可降低LNG在儲罐中的蒸發(fā)率，避免LNG在儲罐中發(fā)生翻滾現(xiàn)象，從而降低能耗且提高安全性

。

2.3 因地制宜選用BOG處理工藝

目前，LNG接收站常用BOG處理工藝有3種，即再冷凝工藝、直接外輸工藝、直接液化工藝

，根據(jù)外輸條件選用。

與早期的單容罐相比，目前國內(nèi)通用的LNG儲存系統(tǒng)選用全容罐，不設(shè)BOG鼓風(fēng)機(jī)就可以將儲罐中BOG返回到LNG船艙里，從而節(jié)省能耗

。

也有接收站選用了直接液化工藝。例如，在中海油江蘇濱海LNG項(xiàng)目中，一臺處理量為7.5 t/h的小型液化回收裝置可以處理低至2～4個(gè)儲罐滿罐自蒸發(fā)工況的BOG產(chǎn)生量。該裝置運(yùn)行功率為1 600 kW，每天平均耗電38 400 kWh，回收24.5萬m

（7.5 t/h）BOG，可以節(jié)約能量304 tce當(dāng)量

。

2.4 因地制宜選用氣化工藝

LNG接收站的氣化一般均利用海水作為熱源以降低能耗，根據(jù)海水水質(zhì)條件選用開架式海水氣化器（ORV）或中間介質(zhì)氣化器（IFV）作為基本負(fù)荷氣化器，浸沒式燃燒器（SCV）作為應(yīng)急調(diào)峰備用氣化器，可有效利用項(xiàng)目附近的海水作為LNG氣化的熱媒，減少天然氣的消耗，更有利于安全操作

。

電氣節(jié)能設(shè)計(jì)主要有：變配電站布置盡量接近負(fù)荷中心；在變壓器低壓側(cè)集中裝設(shè)靜電電容器補(bǔ)償裝置，以提高變壓器的有功負(fù)荷率；設(shè)備容量避免負(fù)荷率過低；配電設(shè)計(jì)中采用合理的配電級數(shù)，將單相負(fù)荷作三相平衡分配；采用功率因數(shù)補(bǔ)償裝置等措施

。

2.5 選用高效節(jié)能設(shè)備

項(xiàng)目主要用電設(shè)備（如高壓泵、海水泵、罐內(nèi)泵、BOG壓縮機(jī)等）盡量選用高效節(jié)能設(shè)備或者高效節(jié)能電機(jī)，照明、空調(diào)等公用設(shè)備選用節(jié)能設(shè)備等，均有利于在后期運(yùn)行中節(jié)電。例如，1 600 kW的BOG壓縮機(jī)在采用節(jié)能電機(jī)后可在25年運(yùn)行期內(nèi)節(jié)約投資1 200萬元

。而與四級調(diào)速壓縮機(jī)相比，無級調(diào)速壓縮機(jī)的適用工況更加寬廣

。此外，上海LNG接收站擴(kuò)建項(xiàng)目儲罐底板電加熱系統(tǒng)采用分區(qū)溫度監(jiān)測和加熱控制，以減少不必要的過熱損耗，可節(jié)約電耗約8.3%，每年節(jié)電量約70 416 kWh。

2.6 電氣節(jié)能設(shè)計(jì)

高壓與低壓是普通人的稱呼，在醫(yī)學(xué)上稱為收縮壓與舒張壓。對應(yīng)的是心臟收縮期血液對血管壁的最高壓力值和心臟舒張期血管壁對血液的最低壓力值。在心臟收縮射血時(shí)，整個(gè)動(dòng)脈系統(tǒng)就好比一個(gè)氣球一樣被拉伸膨脹容納心臟射出的血液，這時(shí)候的最大壓力是收縮壓。當(dāng)心臟收縮時(shí)，主動(dòng)脈瓣關(guān)閉，動(dòng)脈系統(tǒng)又靠自己的彈性回縮擠壓血液繼續(xù)前行，這時(shí)的最低壓力值就是舒張壓。收縮壓與舒張壓彼此往復(fù)，血液在它們共同推動(dòng)下而循環(huán)不息。

通常系統(tǒng)中包含黑名單、散客、協(xié)議企業(yè)三項(xiàng)子系統(tǒng)，按照用例以及用例之間關(guān)系，使用例行為合理包含另一用例行為，且保障用例本身擴(kuò)展功能。比如客人入住需要做黑名單查詢，其用例包含一個(gè)新入住客人會(huì)成為會(huì)員、回頭客、協(xié)議企業(yè)客人三種；此即是用例擴(kuò)展延伸的直觀體現(xiàn)，在系統(tǒng)建模中做好用例設(shè)定，也是提升其建模質(zhì)量的關(guān)鍵。

3 LNG接收站的節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

項(xiàng)目建成后，接收站的工藝流程、運(yùn)行參數(shù)及主要設(shè)備均已確定，通過優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行、電氣運(yùn)行、設(shè)備檢維修管理，使設(shè)備始終處于高效運(yùn)行狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)LNG接收站節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3.1 優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行

上海LNG接收站因地制宜、因時(shí)制宜開展了LNG冷能利用的系列研究，在擴(kuò)建工程中落地建設(shè)一套額定功率為3 000 kW的LNG冷能發(fā)電裝置。該裝置采用以丙烷為冷媒的低溫朗肯循環(huán)，主要由IFV和透平發(fā)電機(jī)組、丙烷泵組成，采用停電不停氣工藝和變負(fù)荷外輸電力工藝，最大可調(diào)負(fù)荷率達(dá)到50%。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)于2022年建成投運(yùn)。項(xiàng)目建成后，對外輸送電量可達(dá)2 400萬kWh/a，減少能耗可達(dá)7 000 tce/a，減少碳排放可達(dá)1.87萬t/a。

3.2 優(yōu)化電氣運(yùn)行

高含硫天然氣凈化廠中控室暖通系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)化與應(yīng)用評價(jià)…………………………………………………………(1):110

3.3 優(yōu)化設(shè)備檢維修管理

合理安排設(shè)備檢維修計(jì)劃，盡量選擇在用氣低谷季節(jié)對IFV、海水泵、海水管道等重要設(shè)備逐一進(jìn)行檢修，并確保這些設(shè)備在高峰用氣季節(jié)來臨前已完成檢修且處于完好狀態(tài)，以避免應(yīng)急啟用SCV情況的發(fā)生，從而減少不必要的能耗。

4 LNG項(xiàng)目余能利用

LNG在液化生產(chǎn)過程中蘊(yùn)藏了大量冷能、在氣化外輸為天然氣后蘊(yùn)藏了大量壓能，因地制宜進(jìn)行余能開發(fā)利用有較大潛力。

4.1 LNG冷能利用

目前的卸船總管設(shè)計(jì)一般均采用單根液相總管（100%能力）、一根氣相平衡管線和一根LNG循環(huán)管線的LNG卸船工藝設(shè)計(jì)，與雙液相卸船總管流程相比，可節(jié)約投資約40%，縮短卸船時(shí)間，減少BOG量

。

上海LNG接收站通過均衡分配兩臺變壓器負(fù)荷、只在高峰季節(jié)階段性提高使用容量申請、合理啟停無功補(bǔ)償設(shè)備，在運(yùn)行巡檢時(shí)注意檢查電容補(bǔ)償自動(dòng)控制裝置工作正常，使功率因數(shù)常年達(dá)到0.95以上，不僅能夠確保調(diào)峰安全，還能降低電能損耗，節(jié)約2萬kWh/年，也能獲得電費(fèi)減免約100萬元/年。

研究表明

，利用輸出管線管容調(diào)配生產(chǎn)、優(yōu)化生產(chǎn)線啟停時(shí)間、根據(jù)儲罐壓力調(diào)節(jié)BOG壓縮機(jī)負(fù)荷和啟停時(shí)間等優(yōu)化運(yùn)行方式，對LNG接收站的節(jié)能效果較為明顯。例如，上海LNG接收站和下游管網(wǎng)公司協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，充分利用管網(wǎng)調(diào)峰設(shè)施和公司輸氣管線儲氣量承擔(dān)小時(shí)調(diào)峰量，使氣化外輸設(shè)施動(dòng)設(shè)備的平均負(fù)荷率提高近10%，降低綜合單耗約為0.45 kWh/t。2019年大鵬LNG接收站通過適量提高生產(chǎn)線的氣化能力、優(yōu)化生產(chǎn)線啟停時(shí)間、調(diào)整輸出管線運(yùn)行壓力等措施，按每天平均少啟動(dòng)1條生產(chǎn)線6 h估算，至少節(jié)約能耗1.4 kWh/t

。

“價(jià)值趨近化”指的是加劇話語空間中心實(shí)體（IDCs）價(jià)值觀與外來的、敵對的外部實(shí)體（ODCs）價(jià)值觀之間的沖突。通過價(jià)值趨近化，外部實(shí)體的價(jià)值觀被解讀為不斷侵襲中心實(shí)體（即發(fā)話者和聽眾）的范圍，并且將價(jià)值觀沖突物質(zhì)化為現(xiàn)實(shí)中的物理沖突。由于美國與中國、俄羅斯、朝鮮以及中東國家在政治、經(jīng)濟(jì)、文化等諸多方面的不同，雙方的意識形態(tài)自然存在差異和沖突?！秷?bào)告》使用了許多帶有價(jià)值觀色彩的表達(dá)，格外凸顯價(jià)值觀沖突，例如：

4.2 天然氣輸送差壓能利用

為滿足長距離、大流量輸送的需要，天然氣長輸管線設(shè)計(jì)壓力常在7.0～10.0 MPa之間，而下游的城市管網(wǎng)設(shè)計(jì)壓力常在4.0～6.0 MPa左右，在非高峰用氣季節(jié)，輸氣站調(diào)壓前后常有2.0～3.0 MPa左右的壓差可利用。在上海LNG項(xiàng)目中，輸氣末站的調(diào)壓差壓能和相鄰的臨港燃機(jī)電廠的余熱利用相結(jié)合，合作開發(fā)實(shí)施了天然氣差壓余能發(fā)電項(xiàng)目，2020年發(fā)電量達(dá)到2 000萬kWh/a，很好利用了差壓能。

5 節(jié)能低碳發(fā)展展望

1）LNG接收站項(xiàng)目發(fā)展初期，因缺少經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)工況參數(shù)的確定常趨于過于保守，罐內(nèi)泵、高壓泵、海水泵、空壓機(jī)等高耗能設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)和選型配置常有較大的優(yōu)化空間，節(jié)能潛力較大，在新項(xiàng)目建設(shè)中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注，充分汲取已運(yùn)行項(xiàng)目積累的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

關(guān)于借代造詞或產(chǎn)生詞的借代意義的問題,拙文《論修辭格對漢語詞義的影響》曾有所涉及。[注]吳禮權(quán)、李索:《修辭研究》(第一輯),廣州:暨南大學(xué)出版社,2016年,第74-87頁。其中談到漢語可以直接用借代修辭格產(chǎn)生漢語詞義,舉的例子如:

2）變頻電機(jī)的應(yīng)用也是近年來的研究和實(shí)踐探索熱點(diǎn)，但要真正實(shí)現(xiàn)可靠經(jīng)濟(jì)應(yīng)用，應(yīng)結(jié)合每個(gè)接收站項(xiàng)目工藝設(shè)備的特點(diǎn)，開展系統(tǒng)深入的技術(shù)可行性、運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性研究分析。

1.基層矛盾預(yù)防化解機(jī)制的建構(gòu)必須貫徹法治的原則。黨的十八大報(bào)告提出“運(yùn)用法治思維和法治方式化解矛盾、維護(hù)穩(wěn)定”的要求。新時(shí)期，讓法治思維融入社會(huì)的血脈，提高執(zhí)法者的制度執(zhí)行力，進(jìn)而破解社會(huì)管理難題，維護(hù)社會(huì)的穩(wěn)定，讓法律銘刻在公民的心里，應(yīng)作為基層社會(huì)矛盾預(yù)防化解機(jī)制中長期部署的任務(wù)和應(yīng)當(dāng)遵循的一個(gè)原則。如何讓基層社會(huì)矛盾解決的過程變成公眾真正理解法律、服從法律的行動(dòng)是要探索的問題。提高公職人員的法律思維，引導(dǎo)群眾按法定途徑解決糾紛則是法治原則的應(yīng)有之義。只有回到法治的軌道，才能重樹政府和法律的權(quán)威。我們期待基層社會(huì)矛盾能夠在法治的框架內(nèi)有效得到解決，在全社會(huì)重塑法治的信仰。

3）因LNG接收站常承擔(dān)較大的調(diào)峰責(zé)任，負(fù)荷變化較大，因此經(jīng)濟(jì)運(yùn)行仍應(yīng)是節(jié)能降耗管理的重點(diǎn)?？膳c下游用戶協(xié)同進(jìn)行氣化外輸經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度以提高運(yùn)行設(shè)備負(fù)荷率；可探索實(shí)踐設(shè)備運(yùn)行和能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)，搭設(shè)動(dòng)態(tài)仿真平臺開展定量統(tǒng)計(jì)分析，可指導(dǎo)生產(chǎn)操作優(yōu)化，確保設(shè)備一直處在高效運(yùn)行狀態(tài)。

4）LNG冷能利用和高壓天然氣調(diào)壓差壓能利用潛力較大，可深入開展冷能高效綜合利用的研究，因地制宜開發(fā)實(shí)施冷能和差壓能利用項(xiàng)目。目前，上海LNG接收站也正在研究LNG接收站與數(shù)據(jù)中心和燃機(jī)電廠一體化建設(shè)的LNG冷能利用方案，以實(shí)現(xiàn)LNG冷能的梯級利用。

6 結(jié)論

LNG作為助力中國實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的重要能源，大量接收站項(xiàng)目正在建設(shè)或規(guī)劃中，其本身的能耗較大，節(jié)能不可忽視，同時(shí)潛力較大，應(yīng)從項(xiàng)目節(jié)能設(shè)計(jì)、高效節(jié)能設(shè)備選用、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、余能開發(fā)利用等方面開展因地制宜的優(yōu)化研究和實(shí)踐，并充分汲取現(xiàn)有接收站的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳發(fā)展。

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