李庆增

(中海油石化工程有限公司，山东 济南 250000)

随着环保意识的逐渐增强，天然气作为绿色清洁能源受到日益广泛的关注，伴随国内天然气需求量的逐步提高，进口液化天然气占需求比重逐年提高，LNG接收站作为进口液化天然气的接收、储存、气化和外输的重要部分，是实现清洁能源供应的关键环节[1]。LNG接收站在实现液态天然气向气体天然气的转变时需要消耗大量的电能及天然气等能源，主要的集中在LNG增压泵、气化器、BOG处理系统及海水泵等部分，节能不仅能够提高接收站竞争力也是符合资源节约型社会的要求。针对接收站工艺及能耗特点，重点分析LNG增压泵、BOG处理工艺，气化器及冷能利用等工艺设计，从设计源头提高用能效率。

1 LNG接收站工艺流程

LNG接收站的功能包括；LNG卸料、LNG储存、LNG及NG外输功能，LNG接收站主要包括LNG储罐系统、LNG增压及气化系统、BOG处理系统、火炬系及燃料气等系统，主要工艺流程如图1所示。

图1 LNG接收站工艺流程简图

2 LNG接收站工艺节能措施分析

LNG接收站主要的能耗集中在LNG增压泵、气化器及BOG处理等方面。

2.1 LNG增压泵分析

LNG接收站操作负荷波动较大，具有显著的季节及时间效应。采用合理的增压泵的数量配置方式，就成为节能降耗的关键，主要方案采用多台小泵组合成大泵的方式或者采用变频：最小外输工况依靠小泵实现，最大外输采用大泵或多台小泵并联实现，此方案在提高操作弹性的情况下，降低了设备投资及运行能耗水平。

2.2 气化器分析

常用的气化器有开架式气化器(ORV)、浸沒燃烧式气化器(SCV)、中间介质气化器(IFV)和空温气化器等[2]。采用自然热源的气化器一般具有处理量低、占地大、响应时间长、投资大和运行成本低的特点，与之对应的采用人工热源的气化器一般具有处理量大、占地小、响应快速、投资较小和运行成本高的特点。

气化器的选型应从投资、操作费用以及安全可靠性等多方面出发，并综合考虑节能降耗及环保等因素，一般优选操作成本较低的开架式海水气化器(ORV)和中间介质气化器(IFV)作为正常操作使用的，同时配备应急调峰使用的浸没燃烧气化器(SCV)，空温式气化器一般不用于大型LNG接收站，多应用于陆内的小型LNG应急调峰夏季使用。

2.3 BOG处理分析

BOG处理工艺是LNG接收站最核心的工艺，BOG处理工艺有加压外输、再冷凝后气化外输、再液化和用做燃料气等处理方式。

加压输送是将BOG直接压缩至外输压力后直接送至外输管线，由于压缩比较高导致能耗较高，多用于接收站初期及外输量较小的工况下。

再冷凝工艺是将BOG压缩到较低压力(0.7～0.8 MPa)后，与从LNG储罐低压泵输出的LNG在再冷凝器中充分混合。LNG加压后处于过冷状态，能够促使BOG再冷凝，后经高压输送泵加压送到气化器进行气化外输。此外，还有氮膨胀、混合制冷剂膨胀、喷射液化等工艺实现BOG的液化利用[3]，此工艺复杂对操作控制要求高。与再冷凝工艺配套可从BOG低压压缩机出口增设去燃料气系统管线，供给SCV、火炬及生活使用，与高压外输气体减压使用的工艺相比可以节约能耗降低40%以上。

通过对比可以发现再冷凝工艺比直接输出工艺具有明显的节能优势，因其利用LNG的冷能的同时，可以节约大量压缩功。因此，LNG接收站大多采用再冷凝法处理LNG气化过程中产生的BOG，辅以串联的高压压缩机用于外输较低工况下操作使用，可降低操作能耗。同时降低BOG处理量是从源头解决能耗的问题，需要从操作加以控制。

2.4 其他工艺节能分析

2.4.1 冷能利用

LNG的冷能是一种易于被忽视的高品位的低温能源，每千克的LNG气化将释放～830 kJ的能量。LNG接收站存储周转能力大，是冷能应用的主体，其主要应用在冷能发电、空分、制

取CO2、冷冻或冷藏仓库、人工滑雪场、制冰及中央空调冷源、生物工程、低温破碎及蓄冷装置等多种领域[4-5]。LNG接收站应依据实际采用合理的方案，实现冷能的有效利用，提高能源的利用率。

2.4.2 轻烃回收

轻烃回收多用于甲烷含量低、乙烷和丙烷轻烃含量高的富气LNG，不仅可以避免在气化外输中的凝析[6]，还可以回收高附加值的轻烃产品。LNG经泵升压在预热器内别与闪蒸罐、脱甲烷塔和脱乙烷塔的塔顶轻组分进行预热；部分气化后的液体进入到脱甲烷塔内，塔顶的甲烷与LNG进行换热冷凝进一步输送至气化器气化后外输，塔底的重组分进入脱乙烷塔进行进一步分离，塔底和塔顶分别得到LPG及混合轻烃和乙烷。此工艺流程及控制要求复杂，对运营要求高，多应用于与下游产品有需求的接收站。

3 结论

从上述分析可知，增压泵数量配置、优选自然热源的气化器及采用BOG再冷凝工艺等设计方案可降低能耗。除上述工艺设计节能措施外，还可通过采用可靠的保冷材料、合理的管路设计和建构筑物节能设计等设计措施来实现，同时加强错峰用电、提高管网压力及降低出口温度等运行操作优化，均对接收站的整体节能具有借鉴的意义，可提高用能效率避免能源浪费。