带冷能利用的LNG接收站工艺选择与系统保障分析

摘要

天然气是重要的一次能源。在快速增长的能源和清洁燃料需求以及全球发展天然气趋势的推动下，一次能源结构中天然气的比重也在持续增长。从总的经济和社会效益来说，天然气利用的经济性是大大优于煤等其他一次能源的。 国内生产的天然气不能满足需求，针对此情况，需要建设LNG接收站来贮存和转运从国外进口的LNG。LNG接收站的规模主要考虑当地市场的用气需求需求量，同时还必须适应和考虑不同LNG资源地、不同建设期(一期工程、二期工程、远期工程)、设计和兼顾船型。以便能够保证接收站供气稳定性和可靠性。 随着我国能源安全和环境形势的日益严峻、单位GDP的能耗居高不下、我国能源战略决定发展清洁能源天然气开发的加速，进口液化天然气(LNG)产业的迅猛发展和节能工程的全面展开，LNG的汽化冷能的高效利用问题越来越受到高度的重视。摆脱国外多年来一直主要采用海水加热天然气气化的传统模式，实现跨越式发展，充分利用好进口LNG所携带的冷能，以成为LNG产业节能降耗的战略任务之一。 LNG气化过程中会释放大量冷能，约为860～830kJ/kg。广东LNG项目按进口LNG300万吨/年计算，相当于进口2580～2490TJ/a的冷能，福建LNG项目相当于进口2240～2160TJ/a的冷能。大部分LNG均计划采用海水加热气化，这势必将造成巨大冷能资源的浪费和环境冷污染，影响周围海域及地区的生态环境。随着我国LNG产业的发展，LNG冷能利用技术必将受到世人广泛的关注。 论文以LNG冷能的集成利用为优化目标，从接收站本身装置的实际情况出发，以设计规模为350万吨/年的LNG接收站为研究对象，考虑将冷媒循环作为LNG接收站的一部分，以便适应将来在下游冷能用户条件具备时可以独立进行其它冷能项目的开发工作。 由于下游天然气的需求量因下游用户的用气量波动而有一定的变化，同时冷能用户(如低温粉碎、冷库等)用冷负荷是随着它们自身用户的需求波动而有变化的．因此LNG气化量和下游用户用冷量的变化规律在时间上是不同步的；并且，冷能用户占地往往需要较大的面积，不可能安排在接收站之内，且与接收站之间有一定距离；LNG也不可能长距离、分散到各个用户去；换句话说，LNG气化和冷能利用在空间上也是不同步的。这一问题的解决方法是：采用一个具有一定储存容量的冷媒循环系统，在一定距离之内传递冷能，和在一定时间内通过冷媒储存平衡气化和用冷的负荷。不仅如此，冷媒循环系统的建立还为冷能的梯级利用的实现奠立了基础。本文将重点讨论冷媒循环系统的工艺和系统可靠性。某典型冷媒循环系统的冷能，按照温位高低可以供应四个冷量用户，即橡胶深冷粉碎用户、干冰制备用户、冷库用户、和乙二醇水溶液冷媒循环向工厂提供低温公用工程的用户，这样可以实现LNG冷能的梯级利用。根据LNG接收站的项目地理位置特殊情况经过分析论证得到这一部分冷能用户的稳定性从而确定将冷媒循环作为LNG接收站完整的～部分加以考虑。 通过冷媒循环工艺的比较，确定工艺方案，并进一步优化LNG接收站的工艺流程，以实现工艺技术先进，节省投资的目的。 根据将来潜在用户的需求，接收站可以提供一定的冷能来发展空分和轻烃分离项目，通过冷媒循环的技术和设备选择，使得LNG接收站的操作弹性更大。分析LNG冷能集成优化技术特征，提出全面、系统的LNG冷能集成利用方式是今后冷能集成优化的主要发展方向。

目录

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第一章绪论

1.1我国LNG产业的发展现状

1.2 LNG冷能利用的重大意义

1.3目前LNG接收站和冷能利用存在的缺点

1.4研究目标和内容

第二章LNG接收站和冷能利用工艺

2.1 LNG性质分析

2.2 LNG接收站工程

2.2.1工艺技术路线

2.2.2 LNG运输、装卸和储存方案

2.2.3气化能力

2.2.4气化方案选择

2.3 LNG冷能利用

2.3.1 LNG原料品质情况

2.3.2现有的LNG冷能利用工艺

2.4本章小结

第三章冷媒循环的LNG接收站冷能利用系统

3.1冷媒循环概述

3.2冷媒介质的选择

3.3冷媒循环的技术方案选择

3.4冷媒循环的主要设备选择

3.5空分和轻烃分离冷能利用系统

3.5.1空分工艺方案

3.5.2轻烃分离工艺方案

第四章LNG接收站的供气保障分析

4.1技术方案的可靠性分析

4.1.1冷媒储存系统的可靠性

4.1.2 LNG气化系统的可靠性

4.2安全保障和故障分析

4.3冷媒循环系统与LNG接收站的协同

第五章带冷能利用的LNG接收站技术选择和项目评价

5.1工艺技术

5.2总图布置

5.3主要设备材料清单

5.3.1带冷媒循环的LNG接收站设备清单

5.4主要技术经济参数

5.4.1原LNG接收站综合技术经济指标

5.4.2带冷媒循环的LNG接收站综合技术经济指标

5.4.3生产装置不确定性分析

5.4.4财务评价结论

5.5本章小结

结论

参考文献

致谢