天然气液化厂用能及节能技术分析_王师婧.pdf
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1、收稿日期:2 0 2 1-1 1-1 3作者简介:王师婧(1 9 8 9-),女,陕西富县人,本科,注册安全工程师,陕西延长石油天然气股份有限公司安全环保管理员,主要从事化工安全环保管理、安全标准化管理,QH S E体系管理。天然气液化厂用能及节能技术分析王师婧,钟 华(陕西延长石油天然气股份有限公司,陕西 延安 7 1 6 0 0 0)摘要:随着天然气液化技术的成熟,液化天然气在社会中的使用量也在不断提高,但天然气液化厂在生产过程中也需要消耗更多的能源。为了降低天然气液化厂的能源消耗,提高能源的利用效率,对天然气液化厂的用能情况进行了分析,介绍了可以采取的节能措施,对于提高天然气液化厂的节能
2、技术水平和经济效益都具有重要的意义和价值。关键词:天然气;液化厂;用能;节能技术中图分类号:T E 0 8 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 6-7 9 8 1(2 0 2 2)0 3-0 0 7 3-0 41 引言天然气是一种优质能源,国内对天然气这一能源的需求量也在不断增加。为了满足社会对天然气能源的需求,需要降低天然气液化企业的生产成本,采取必要的节能降耗技术措施,使得天然气液化厂能够提供更多的天然气资源。天然气液化厂的基本运行原理及天然气液化厂所存在的问题进行分析,阐述了天然气液化厂的用能模型、天然气液化厂的能耗情况以及天然气液化厂中设备的用能评价指标等内容,介绍了天然气液化厂可以
3、采取的具体节能措施,包括了锅炉的余热回收利用技术、液力透平节能技术以及阀门保温系统的应用等。2 天然气液化厂2.1 天然气液化厂概述目前对天然气能源的使用,很多时候都是采用液化天然气,这样就可以降低天然气的体积,对于天然气后期在管道系统中的存储及运输都十分有利。同时液化天然气在燃烧的过程中,也可以释放出更多的热量,能够提高能源的综合利用率。同时在液化天然气生产过程中,涉及到的处理设备类型较多,如在原料天然气净化处理工艺流程中,涉及到的设备包括分液罐、增压机、管道系统以及吸附塔等,分别对原料天然气中的酸性气体和水分进行处理。为了提高天然气液化厂的经济效益,需要对天然气液化厂中各种类型设备的能源消
4、耗情况进行系统的分析,以便找出降低能源消耗的方法。2.2 天然气液化厂存在的问题当前天然气液化厂已经具备了较高的技术水平,但依然存在着如能源消耗高、能源利用率偏低,并且能源的回收率也偏低的情况,这些都是天然气液化厂需要加以解决的重点问题。同时对天然气液化厂在运行过程中,各种类型设备的用能情况分析相对不足,以至于不能做到有针对性地采取必要措施,提高天然气液化厂的节能效益1。我国对液化天然气的消耗量较大,需要加强液化天然气的技术创新,以便为社会提供更为充足的液化天然气,满足工业生产和居民使用的需求。我国在液化天然气技术领域中,特别是在节能技术领域中发展还相对不够成熟,存在着较大的发展和进步空间,需
5、要投入更多的研发成本和研发人才,进一步加快对液化天然气节能技术进行创新和研究。2.3 天然气液化厂的研究现状目前,国内外对天然气液化厂的节能技术已经开展了相应的研究,并取得了一定的研究成果。若是由于天然气液化厂排放的尾气温度较高,含有较高的能量,具有较高的余热回收潜力,可以对天然气液化厂所排放的尾气进行回收利用,并将产生的蒸汽给天然气液化厂的其他装置使用,从而降低天然气液化厂液化装置、净化装置等的能源消耗。可以采用增加余热锅炉的方式,对排放的尾气进行回收利用,这种节能技术措施在天然气液化厂的生产实际中也得到了应用,并且取得了较好的节能应用37 2 0 2 2年第1 1期内蒙古石油化工效果。3
6、天然气液化厂的用能分析天然气液化厂在实际生产过程中,用能的类型也相对较多,包括了电能、蒸汽、天然气等,根据天然气液化厂中不同的用能设备,需要采用到上述不同的能源类型。对于蒸汽的用能设备,包括了给锅炉进行加热的加热器、抽空器等,需要对这些设备进行详细的用能分析,并采取相应的节能技术措施加以应对,降低天然气液化厂的能源消耗。3.1 天然气液化厂的用能模型节能在当今社会中得到了很多人的重视,在天然气液化厂中也开展了很多用能分析,并采取了相应的节能降耗措施。在对天然气液化厂进行用能分析之前,首先需要构建出热平衡模型。该模型主要是以热效率为天然气液化厂用能的关键评价指标,采用热力学第一定律作为模型的基础
7、。热平衡模型在用能分析领域及很多企业中得到了应用,通过应用该模型,可以对企业中能量的流入及流出进行详细且系统的分析,并计算企业在经营过程中发生的能量损失情况。同时在天然气液化厂的用能分析中,可以借助三环节分析法,这一用能分析方法也在实际应用中取得了较好的应用效果2。对于该分析方法中的三个不同环节,主要是能量的转化环节、能量的利用环节以及能量的回收环节,从而将天然气液化厂中较为复杂的用能环节加以划分。经过采用这种分析方法简化之后,就可以使用能分析过程能够按照能量的变化过程进行开展。对于天然气液化厂的用能模型,可以采用下式(1)加以表示:E入+E回收+E供=E出+E排+E回收(1)在上式(1)中,
8、E入为原料天然气中所最初带入的能量,E回收为系统所回收过来的能量;E供为能源系统所供给的能量;E出为天然气在完成液化之后所含有的能量;E排为当天然气在完成液化之后所排出的尾气中含有的能量。通过该热平衡公式,可以对天然气液化系统或者是天然气液化设备进行热平衡分析,并以热效率的高低,来评估天然气液化系统的用能情况。如果热效率这一指标值越大,则说明天然气液化厂对能源的利用效率越高,所损失的能源量越少。3.2 天然气液化厂的能耗对于天然气液化厂的能耗评价,可以采用综合能耗以及单位综合能耗来加以评估。对于天然气液化厂的综合能耗这一指标,主要是指天然气液化厂中所有设备所消耗的能源总和,可以用下式(2)加以
9、表示E=ni=1(eig Pi)(2)在上式中,E表示该天然气液化厂中所有设备的综合能源消耗;n为天然气液化厂中需要消耗能源的设备总数;ei为第i种液化设备所需要消耗的能量;Pi为第i种液化设备消耗能量的折算值,可以按照标准煤中所含能量进行折算。同时还可以采用单位综合能耗这一指标来进行评估分析。这一指标的意义是指在某一个统计期间内,天然气液化厂在处理体积在一万立方的天然气过程中,所需要消耗的能量。EP=E/QP(3)在上式中,EP为该天然气液化厂在对原料天然气进行液化处理过程中所需要消耗的单位总和能源;QP为该天然气液化厂的原料天然气处理量,以一万立方米作为计算单位。通过这两个指标,就可以对天
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