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LNG接收站冬季气化器联运方案

2014-12-20彭超刘筠竹

化工管理 2014年33期
关键词:输量外输气化

彭超 刘筠竹

中石油京唐液化天然气有限公司 北京通州 101100

一、背景叙述

唐山LNG项目气化外输系统配置了两种气化器,开架式气化器(以下简称ORV)和浸没燃烧式气化器(以下简称SCV)。ORV以自然海水作为换热媒介,能耗主要为海水泵用电,运行成本较低,额定能力下的使用限制为海水温度需高于9℃;SCV通过燃烧天然气加热水浴,进而使水浴盘管中的LNG气化,能耗包括燃料天然气(以下简称NG)、SCV鼓风机等设备用电,运行成本较高,全年均可使用。

按设计要求,为保证气化器出口温度不低于4℃,ORV在一年中有四个月不能使用,届时启用SCV进行代替,使冬季的运行成本大大增加。

二、优化思路

根据设备的能耗需求和目前市场的用电、用气价格,用气成本远高于用电成本,所以,在保证安全运行的前提下,通过工艺调整来减少NG的消耗是优化运行、节约成本的有效手段。

在冬季,我们可以采用ORV和SCV联合运行方案,通过降低ORV的气化量来增加其运行时间,从而减少SCV运行消耗的NG量,同时由于SCV出口的NG温度较高(10~15℃),可以补偿ORV出口的低温NG,使外输总管的NG温度达到要求。

三、方案详述

1.方案前提

根据2013年底至2014年初运行情况,当海水日平均温度在1℃左右时,每台ORV可以处理30t/h的LNG,管板结冰高度可控制在1.0-1.5m,NG出口温度为0.6-0.8℃,运行情况良好;当海水温度低于1℃时,ORV换热效率较低,相对成本较高,不建议启用。所以在海水温度不低于1℃时,可以考虑采用两种气化器联运方案。

2.耗能说明

ORV的运行耗电主要为海水泵。每台ORV运行需配合一台小海水泵在额定功率(900kw)运行,或两台ORV运行配合一台大海水泵在额定功率(1800kw)运行。

SCV运行的相关设备耗电量见表1

表1 SCV运行的相关设备耗电量

各台SCV在相同流量时对燃料气的需求量有所不同,目前四台SCV的最高处理能力分别为A:120t/h、B:150t/h、C:160t/h、D:150t/h。

3.方案对比及成本计算

以冬季最常见外输量1700万方/天和1300万方/天为例,对单运方案和联运方案的设备运行状态进行对比说明,并对用气、用电成本进行计算,电价按前三个月的平均价格0.75元/kwh,气价按3.12元/Nm3。

(1)当外输量为1700万方/天时

当外输量为1700万方/天时,单运方案为:三台SCV运行,其中耗电为2888kw,耗气为8900Nm3/h;联运方案为:两台ORV小负荷运行,同时三台SCV运行,其中耗电为3966kw,耗气为7300Nm3/h;

采用联运方案时,ORV出口NG温度取0.7(0.6-0.8平均值)℃,SCV出口NG温度取12.5(10-15平均值)℃,此时外输总管NG温度约为:

(60*0.7+460*12.5)/520=11.14℃;

满足外输要求。

采用单运方案时,气化系统每日耗电及耗气成本为:

(2166+27768)*24=718416(元);

采用联运方案时,气化系统每日耗电及耗气成本为:

(2975+22776)*24=618024(元);

718416-618024=100392(元)

由此可见,当外输量为1700万方/天时,单从耗电及耗气方面考虑,采用ORV和SCV联运方案每日即可节约成本100392元。

(2)当外输量为1300万方/天时

当外输量为1300万方/天时,单运方案为:三台SCV运行,其中耗电为2166kw,耗气为6700Nm3/h;联运方案为:两台ORV小负荷运行,同时三台SCV运行,其中耗电为3966kw,耗气为5900Nm3/h;

采用联运方案时,ORV出口NG温度取0.7(0.6~0.8平均值)℃,SCV出口NG温度取12.5(10~15平均值)℃,此时外输总管NG温度约为:

(60*0.7+340*12.5)/400=10.73℃;

满足外输要求。

采用单运方案时,气化系统每日耗电及耗气成本为:

(1625+20904)*24=540696(元);

采用联运方案时,气化系统每日耗电及耗气成本为:

(2975+18408)*24=513192(元);

540696-513192=27504(元)

由此可见,当外输量为1300万方/天时,单从耗电及耗气方面考虑,采用ORV和SCV联运方案每日即可节约成本27504元。

4.其它说明

上述两种工况相比,采用两种气化器联运方案时前者节约成本较多,原因为该工况启用ORV进行流量匹配后可停用一台SCV,节约大量燃料气。SCV运行成本中还包括碱液消耗,但相对于电、气的消耗比重很小,所以在成本计算时没有考虑在内,对整体方案研究没有影响。

结论

接收站在冬季运行时,在海水温度不低于1℃的前提下,采用两种气化器联运方案可在保证安全平稳运行的基础上,有效节约运行成本,节约效益视运行工况不同而不同。

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