彭超 劉筠竹

中石油京唐液化天然氣有限公司 北京通州 101100

一、背景敘述

唐山LNG項目氣化外輸系統(tǒng)配置了兩種氣化器，開架式氣化器（以下簡稱ORV）和浸沒燃燒式氣化器（以下簡稱SCV）。ORV以自然海水作為換熱媒介，能耗主要為海水泵用電，運行成本較低，額定能力下的使用限制為海水溫度需高于9℃；SCV通過燃燒天然氣加熱水浴，進而使水浴盤管中的LNG氣化，能耗包括燃料天然氣（以下簡稱NG）、SCV鼓風機等設(shè)備用電，運行成本較高，全年均可使用。

按設(shè)計要求，為保證氣化器出口溫度不低于4℃，ORV在一年中有四個月不能使用，屆時啟用SCV進行代替，使冬季的運行成本大大增加。

二、優(yōu)化思路

根據(jù)設(shè)備的能耗需求和目前市場的用電、用氣價格，用氣成本遠高于用電成本，所以，在保證安全運行的前提下，通過工藝調(diào)整來減少NG的消耗是優(yōu)化運行、節(jié)約成本的有效手段。

在冬季，我們可以采用ORV和SCV聯(lián)合運行方案，通過降低ORV的氣化量來增加其運行時間，從而減少SCV運行消耗的NG量，同時由于SCV出口的NG溫度較高（10～15℃），可以補償ORV出口的低溫NG，使外輸總管的NG溫度達到要求。

三、方案詳述

1.方案前提

根據(jù)2013年底至2014年初運行情況，當海水日平均溫度在1℃左右時，每臺ORV可以處理30t/h的LNG，管板結(jié)冰高度可控制在1.0-1.5m，NG出口溫度為0.6-0.8℃，運行情況良好；當海水溫度低于1℃時，ORV換熱效率較低，相對成本較高，不建議啟用。所以在海水溫度不低于1℃時，可以考慮采用兩種氣化器聯(lián)運方案。

2.耗能說明

ORV的運行耗電主要為海水泵。每臺ORV運行需配合一臺小海水泵在額定功率（900kw）運行，或兩臺ORV運行配合一臺大海水泵在額定功率（1800kw）運行。

SCV運行的相關(guān)設(shè)備耗電量見表1

表1 SCV運行的相關(guān)設(shè)備耗電量

各臺SCV在相同流量時對燃料氣的需求量有所不同，目前四臺SCV的最高處理能力分別為A:120t/h、B:150t/h、C:160t/h、D:150t/h。

3.方案對比及成本計算

以冬季最常見外輸量1700萬方/天和1300萬方/天為例，對單運方案和聯(lián)運方案的設(shè)備運行狀態(tài)進行對比說明，并對用氣、用電成本進行計算，電價按前三個月的平均價格0.75元/kwh，氣價按3.12元/Nm3。

（1)當外輸量為1700萬方/天時

當外輸量為1700萬方/天時，單運方案為：三臺SCV運行，其中耗電為2888kw，耗氣為8900Nm3/h；聯(lián)運方案為：兩臺ORV小負荷運行，同時三臺SCV運行，其中耗電為3966kw，耗氣為7300Nm3/h；

采用聯(lián)運方案時，ORV出口NG溫度取0.7（0.6-0.8平均值）℃，SCV出口NG溫度取12.5（10-15平均值）℃，此時外輸總管NG溫度約為：

（60*0.7+460*12.5）/520=11.14℃；

滿足外輸要求。

采用單運方案時，氣化系統(tǒng)每日耗電及耗氣成本為：

（2166+27768）*24=718416（元）；

采用聯(lián)運方案時，氣化系統(tǒng)每日耗電及耗氣成本為：

（2975+22776）*24=618024（元）；

718416-618024=100392（元）

由此可見，當外輸量為1700萬方/天時，單從耗電及耗氣方面考慮，采用ORV和SCV聯(lián)運方案每日即可節(jié)約成本100392元。

(2）當外輸量為1300萬方/天時

當外輸量為1300萬方/天時，單運方案為：三臺SCV運行，其中耗電為2166kw，耗氣為6700Nm3/h；聯(lián)運方案為：兩臺ORV小負荷運行，同時三臺SCV運行，其中耗電為3966kw，耗氣為5900Nm3/h；

采用聯(lián)運方案時，ORV出口NG溫度取0.7（0.6～0.8平均值）℃，SCV出口NG溫度取12.5（10～15平均值）℃，此時外輸總管NG溫度約為：

（60*0.7+340*12.5）/400=10.73℃；

滿足外輸要求。

采用單運方案時，氣化系統(tǒng)每日耗電及耗氣成本為：

（1625+20904）*24=540696（元）；

采用聯(lián)運方案時，氣化系統(tǒng)每日耗電及耗氣成本為：

（2975+18408）*24=513192（元）；

540696-513192=27504（元）

由此可見，當外輸量為1300萬方/天時，單從耗電及耗氣方面考慮，采用ORV和SCV聯(lián)運方案每日即可節(jié)約成本27504元。

4.其它說明

上述兩種工況相比，采用兩種氣化器聯(lián)運方案時前者節(jié)約成本較多，原因為該工況啟用ORV進行流量匹配后可停用一臺SCV，節(jié)約大量燃料氣。SCV運行成本中還包括堿液消耗，但相對于電、氣的消耗比重很小，所以在成本計算時沒有考慮在內(nèi)，對整體方案研究沒有影響。

結(jié)論

接收站在冬季運行時，在海水溫度不低于1℃的前提下，采用兩種氣化器聯(lián)運方案可在保證安全平穩(wěn)運行的基礎(chǔ)上，有效節(jié)約運行成本，節(jié)約效益視運行工況不同而不同。