摘要：工业化进程不断加快，这为经济效益增加做出积极贡献外，产生了严重的环境问题，这与环境保护战略背道而驰，导致节能环保工作阻力重重。基于此，探究LNG工程节能节水环保应用策略，以此提高天然气利用率，真正满足低碳排放需要。本文首先说明了天然气的利用现状，然后详细阐述了节能节水技术在LNG工程中的应用。
关键词：节能；节水；LNG工程；LNG装置；杂质分离
一、天然气的利用现状
天然气无味、无色，主要组成成分即甲烷，它属于可燃气体，广泛存在于媒
层、油气田层。天然气利用的过程中，无毒害物质，因此，该气体安全性较高，应用领域较广。我国天然气储量相对丰富，它既能满足生产、生活需要，又能为交通运输工具提供燃料。
随着科学技术的不断升级，天然气开采利用率相应提高，天然气能源配置结构相应优化，这对环境保护工作有序推进，节能环保战略具体落实有重要意义。2013 年天然气消费量超过 1650 亿立方米，2014 年天然气消费量约1950 亿立方米，从中能够看出，近年来天然气需求量逐渐增多，意味着节能环保要求相应提高，因此，应尽可能彰显天然气应用优势，以此迎合社会发展趋势，以便更好的满足能源使用需要，为相关行业发展提供充足、清洁能源支持。
二、节能节水技术在LNG工程中的应用
（一）LNG 杂质分离节能技术
（二）众所周知，天然气的主要成分是甲烷，但在天然气刚被开采出来后，里面还
含有较多的杂质，例如硫化物、水分、二氧化碳、重质气态烃和汞等，其中的硫化物、重烃以及汞等均为有害位置。因此在天然气液化之前，必须对天然气进行分离提纯处理，以免再后期存储、运输和使用过程中，出现安全事故。
1、分离工艺
对其中的水分进行分离时，常采用吸附法。对酸性气体进行分离时，常采用醇胺法和分子筛吸附法。酸性气体一般指H2S、CO2、COS 和 RSH 等气相杂质。对酸性气体杂质的分离过程常称为脱硫。
重质气态烃，俗称重烃，主要是指 以上的烃类物质，其沸点较高，所以在冷凝天然气循环过程中，必须先对其进行分离，否则因为冷凝沉降导致设备堵塞。因此在对重烃进行分离时，常用深冷分离法。
2、分离过程节能流程比较
不同的分离法对操作流程以及能源的使用情况有所不同。例如在对轻烃进行分离时，相比于常规蒸馏工艺，侧线提馏、热耦蒸馏、双效蒸馏、集成蒸馏等新的蒸馏工艺可实现对操作流程的简化以及能耗的降低。
（三）LNG装置节能
LNG装置工艺技术路线主要由原料气调压、脱酸性气体、脱水脱汞、液化、产品储运及装车和火炬系统六大系统组成。主工艺流程为原料气进入装置过滤调压，经胺吸收塔脱除原料气中的酸性气体后进入4A分子筛脱水，再进入脱汞塔除汞后，在液化单元采用混合冷剂制冷工艺将天然气冷凝为LNG，成品LNG流入辅助装置区储存并装车外运，公用工程由燃料气、空气及氮气站、供配电、给排水、防腐与隔热等系统组成。
1.增加火炬系统氮气吹扫气
2.装置天然气设计日处理量为100×104Nm3/d，气源为管道天然气。原设计在
火炬系统总管上游设固定吹扫系统，采用天然气作为吹扫气，设计需气量为3240Nm3/d，分散设置5个吹扫点，其中冷火炬系统设置2个吹扫点，热火炬系统设置3个吹扫点，工作温度为-162℃～35℃，保持火炬系统微正压，排放介质为冷剂和天然气，排放形式为间歇性排放。
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为了降低装置中的天然气消耗量，对原装置火炬系统吹扫气进行工艺优化，在5个吹扫点处均增加一条来自制氮系统的氮气管线，制氮系统出口压力调至0.6MPa，分别接入原火炬系统5个吹扫点，总计氮气流量3360Nm3/d，与原设计相比裕量为120Nm3/d，同时用8字盲板封堵原天然气进火炬吹扫系统管口，吹扫气由天然气改为氮气，天然气仍作为吹扫气备用，更好地保证了火炬系统的安全稳定运行。
增加火炬系统氮气吹扫气，减少天然气消耗量3240Nm3/d，按全年365天计，年减少天然气消耗量1182600Nm3，年增加氮气用量1226400Nm3。天然气价格按2.38元/Nm3计，氮气价格按0.448元/Nm3计，年减少生产成本226.52万元。
3.BOG回收利用
4.LNG储罐是辅助装置区中的产品储存设备，储罐有效容积为2×104m3，设计
压力118kPaA，采用常压储存，工作压力112kPaA。在正常生产中，储罐闪蒸气用作燃料气或进行再液化，由于原料气组分发生变化，BOG闪蒸气量增加2010Nm3/d，导致BOG压缩机能耗增加。
为从根本上解决洁净天然气资源浪费问题，提出BOG回收工艺技术优化方案：通过HYSYS模拟计算，将储罐工作压力由112kPaA提高至115kPaA，经过该工艺运行参数调整后，BOG闪蒸气量已减少2000Nm3/d，同时降低了BOG压缩机和冷箱负荷。
经过BOG回收工艺优化后，辅助装置区LNG产品储存系统正常稳定运行，彻底解决了正常生产中因原料气组分变化导致BOG闪蒸气量增加的问题。
3.更换冷剂压缩机密封气介质
冷剂压缩机是液化单元为混合冷剂提高压力的主要核心设备，设备运行的平稳性对装置生产是否稳定起决定性作用。密封气作为冷剂压缩机运行的辅助系统，原设计采用氮气作为密封介质，设计压力1MPaG，在压缩机启动之前，需将液氮系统中液氮泵增压至1.4MPaG，并达到环境温度，耗时约1.5h，密封气才能达到正常启动条件。装置投产后，若液氮泵异常，则密封气工作压力达不到1MPaG，冷剂压缩机不能正常启动或联锁停机。
为了安全、高效地解决此问题，将密封气介质由氮气改为天然气，气源取自BOG压缩机出口天然气，在BOG压缩机出口增加一条DN25，长为25m的管道至密封气管道并配置控制阀，可在1分钟内使密封气达到工作压力，保证了冷剂压缩机密封气系统的稳定运行。
更换冷剂压缩机密封气介质，按设计年操作天数330天计，液氮泵功率为3kW，更换冷剂压缩机密封气后，年节约用电量23760kW•h。电价按0.52元/kW•h计，年节约电费1.236万元。
（一）LNG 生产节水技术运用
1、空冷换热节水技术
在大多数工业冷去技术中，水冷是最为常见和简便的方式。要实现节水的目
的，可采用空冷技术代替水冷，从理论上讲可实现对水的零消耗。但空冷技术受到地域和温度等多方面条件的影响，因此就必须采取相关的控制措施确保系统的稳定性。
2、节水技术能耗比较
天然气液化过程中，采用空冷技术，可实现对水资源的节约。尤其是在水资源匮乏的地区，这一技术优势将体现得更为明显。空冷对水资源的耗费几乎为零，对电能的消耗也大大降低。其节能节水效果十分理想。
结语
综上，节能型社会建设的过程中，应有序推进节能环保工作，提高天然气工程节能节水效果，进而能够营造良好的城市环境，加快城市化进程，同时，还能提高国民生活质量，带动相关行业发展。天然气在工业领域、化工行业有良好的应用前景，我国提高天然气研发技术，以此解决环境问题，优化生态系统，这对社会持续发展有积极影响，此外，有利于调整能源结构，推动环保工作有序进行，最终能够加快和谐社会建设步伐，取得天然气应用的良好效果。
参考文献：
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[2]夏鸿雁，顾燕新.LNG 冷能在液体空分设备上的应用研究[J].深冷技术，2014（01）
[3]顾阿伦，滕飞.“十一五”期间中国主要工业部门节能的节水效果分析[J].资源科学，2014（09）
论文作者:石雅琳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/3
标签：天然气论文; 氮气论文; 压缩机论文; 系统论文; 节能论文; 装置论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第9期论文;