LNG接收站利用电厂温排水实际案例分析

薛小春，张力锋

(广汇能源综合物流发展有限责任公司，江苏 启东 600256)

随着国内节能减排的不断深化落实和能源结构的持续优化调整，液化天然气将是今后一定时期内我国能源输入的重要来源[1]。LNG接收站均布置在沿海地区，液态天然气需要加热为气态后向内陆输送，充沛的海水是经济合理的气化热源，但经过液态的天然气换热后的海水温度降低，排入受纳水域后形成冷污染；而沿海地区电厂厂址大都依海而建，直流冷却是经常采用的冷却方式，经过电厂循环系统排放的冷却水携带大量的热能，使受纳水域水体温度升高形成热污染。因此，若有LNG接收站和电厂相邻布置时，可综合考虑两者取排水布置方案，这样既能确保电厂和LNG接收站功能目标实现，又可以实现热能综合利用，产生良好的环境效益。

1 案例概况

1.1 项目简介

江苏省吕四海洋经济开发区位于启东市吕四港镇，地处长江入海口北侧，紧依黄海。在吕四开发区，吕四港某LNG接收站与某电厂毗邻建设，间距约2km。某电厂建设了4×600MW国产超临界燃煤机组，已于2009年投产，采用海水直流供水系统，单台机组温排水流量约45 260m3/h(冬季)～75 600m3/h(夏季)。

吕四港某LNG接收站已于2017年6月4日投产运营，截至2021年1月，该接收站配套建设有2座5万m3双金属单包容和2座16万m3双金属全包容LNG储罐、300×104t/a LNG气化装置及配套取排水设施、最大接卸能力为150 900m3的LNG码头泊位等，本文分析依据为该站已投运的300×104t/a LNG气化装置配套设施取排水工程。

1.2 气化器选型及取排水流量

经反复比较论证，吕四港某LNG接收站气化装置选用中间介质气化器(Intermediate Fluid Vaporizer，IFV)，目前已建设投产2台200t/h的IFV，远期规划共建设6台200t/h的IFV，均取用间距约2km处电厂循环水池温排水作为LNG气化热源，IFV原理示意见图1。

根据IFV设备资料及工艺运行数据统计，当LNG工作压力为10MPa(g)、LNG流量为200t/h时，单台IFV在不同取水温度时所需的海水流量参数见表1。

1.3 工艺流程及总体布置

根据某电厂已建循环水取排水设施的工艺流程、现场布置条件、扩建规划以及吕四港某LNG接收站取排水需求，选择电厂循环水排水工作井作为取水点，并在其附近布置必要的虹吸抽真空引水设施，将电厂循环水排水工作井中温排水引至海水泵房升压后，输送至LNG接收站作为LNG气化热源；接收站LNG气化换热后的冷排水排回电厂循环水取水工作井，可以降低凝汽器进水温度。案例取排水工艺流程见图2，其总布置图见图3。

图2 案例取排水工艺流程

图3 案列总布置

1.4 虹吸引水方案

在电厂排水工作井下游侧井壁开2个φ2 040mm的孔洞，以安装2根DN1 800的虹吸引水支管。排水工作井外侧增设工作井，以方便开孔、防止外漏，并安装阀门。自电厂排水工作井引水至LNG接收站海水泵房，设置DN1 800玻璃钢管道作为虹吸引水管，该引水管道全长约800m，分为沿大堤堤脚直埋敷设、顶小套管穿越大堤和顶管穿越排洪渠3部分。安装4台水环式真空泵(2大2小)，根据运行数据统计，系统首次投运时，4台真空泵同时启动，在20min内即可在引水管道中形成虹吸[2]，系统正常运行时，真空泵与真空罐中水位采取投用联锁自动调节运行。

1.5 回水方案

接收站LNG气化换热后的冷排水排回电厂循环水取水工作井，可以降低凝汽器进水温度。回水管道与虹吸引水管、压力输水管道布置路径相同。在电厂循环水取水工作井井壁开2个φ1 640mm的孔洞，安装2根DN1 400的回水支管。井壁外侧增设工作井，以方便开孔、防止外漏，并安装阀门。

1.6 主要设备

主要设备见表2。

表2 主要设备

2 运行分析

2.1 循环水温度变化关系

当接收站远期6台IFV运行时，LNG气化换热后的冷排水排回电厂循环水取水工作井，电厂循环水温度变化见表3(按电厂4台机组运行计)。

2.2 实现冷热能循环利用

由表3可知，电厂循环水排水全年平均温度为26.52℃，较普通海水温度高出约10℃，采用电厂排水进行气化，较取海水温度高，LNG气化效果好。换热后循环水重新返回电厂循环水，可降低凝汽器温度和机组背压，微增加机组功率，实现热能冷能循环利用。

表3 电厂循环水温度变化

3 选用电厂温排水优势

以下为直接取电厂循环水温排水和在LNG接收站附近海域取普通海水作为LNG气化热源两种方式的对比分析，对比结果见表4。

表4 选用不同方式LNG气化热源对比分析

4 结语

LNG气态外输都需要加热气化，即从-162℃存储温度气化变为常温的NG，释放出大量的冷能，当LNG在一个标准大气压下从-162℃气化到5℃时，约释放出230(kW·h)/t的冷量[3]，直接利用海水作为气化热源，其气化后的排水直接对水体环境产生冷污染影响，与之相反，电厂运行时自身温排水直接对水体环境形成热污染。但直接选用电厂循环水温排水作为LNG气化热源取代用普通海水，不仅能够减少海水取水设施的投资费用，而且在LNG接收站取水时，还可以避免加氯等环节，相应减缓海洋的余氯污染。