LNG卫星站冷能利用项目开发
1概述 LNG常压下为一162℃的液体，在供给用户使用前需将其升温气化，LNG气化过程释放约830 kJ／kg的冷能。目前，LNG冷能利用技术理论研究较多，主要包括将冷能用于发电、空分、制取液化二氧化碳及干冰、作为冷库的冷源等。佛山杏坛LNG卫星站的冷能高效利用项目是国内首个将LNG冷能用于冷库的工程实例。 佛山杏坛LNG卫星站隶属于佛山市顺德区港华燃气有限公司，是顺德区燃气输配系统的补充气源。所用气源大多来自深圳大鹏的LNG，最大供气能力为15×104 m3／d。目前的气化能力为(2～10)×104 m3／d，气化压力为0.4～O.7 MPa，管网外输压力为0.3 MPa。该气化站共有100 m3圆筒形LNG储罐6台，其中储存压力为0.35 MPa的储罐有4台，储存压力为O.55 MPa的储罐有2台。LNG空温式气化器8台，单台气化器的气化能力为2 000 m3／h。生产LNG的耗电量为850 kW.h／t，如果LNG冷能得以充分利用，大约可节电600 kW.h／t，则按照0.85形(kW.h)的电价用于深冷项目计算，一162℃的LNG冷能价值约510形t。 该项目所述冷库毗邻LNG卫星站，冷库总容量为3 000 t，二期计划扩建至8 000～9 000 t，主要经营范围是水产品加工及储存。该冷库分为两个温度等级：一30 qC冷冻库和一15℃冷藏库。该冷库共有NH，压缩制冷装置3台，其中制冷负荷为163 kW的制冷装置2台，制冷负荷为184 kW的制冷装置1台，根据所处理的水产品数量和加工要求选择制冷装置的开启数量。冷库在实际运行时，一般夏季开2台制冷装置，每天运行15～16 h，需冷量为4 890～5 216 kW．h；冬季开1台制冷装置，每天运行18～20 h，需冷量为3 100 kW.h，每年电费约为120×103元，扩建后的耗电量和运行费用都会大幅增加。考虑到LNG卫星站的冷能未得到利用，于是拟将LNG卫星站的冷能用于冷库制冷。 2 LNG卫星站冷能用于冷库的工艺流程 我国冷库总容量达500×104t，大多采用多级电压缩制冷装置维持冷库的低温运行,电耗较大。将LNG卫星站的冷能作为冷库的冷源，在回收LNG冷能的同时又可简化制冷工艺，大幅削减冷库的建设费用；降低电耗，所消耗电量约为原来的1／3倍；有效利用冷库和卫星站的占地面积；减少冷库原有电压缩制冷系统的噪声和振动，降低制冷设备故障发生频率。 LNG冷能用于冷库制冷，采用载冷剂(如：乙醇、R410A、氟利昂)回收LNG的冷能，储存于蓄冷槽中，在冷库需要时将载冷剂输入冷库循环制冷。文献[8、9]在以乙二醇为载冷剂蓄冷后，将冷能传递给液氨，通过液氨在冷库中循环制冷。 目前大多数冷库制冷系统为电压缩氨制冷，该项目是将现有的冷库制冷工艺进行改进，在冷库传统的电压缩氨制冷循环的基础上增加LNG制冷循环。为使LNG冷能用于冷库的工艺流程改造简单、操作方便，要遵循以下2个原则。一，不控制LNG气化流量，保证LNG气化速率不受LNG冷能利用项目影响；二，不改变LNG卫星站原有的调压控制系统，保证天然气进入管网前的调压设施正常运行。因此我们制定了图1所示的工艺流程。 低压氨制冷循环系统和电压缩氨制冷循环系统。气化系统、LNG部分：3该方案主要包括
在LNG卫星站，从LNG储罐中出来的LNG分成c、d两股，c股LNG进入空温式气化器l气化为25℃的天然气，经调压阀1调压至0.30～O.35 MPa后，进入城市管网。d股LNG进入换热器l中与来自冷库的一20℃、0.10 MPa的a股氨气换热后，变为一25。一30℃的天然气，经空温式气化器2升温为25 cc的天然气后，与LNG气化系统中的25℃的天然气混合，再经调压阀1调压至O.30～0/35 MPa后，送入城市管网。同时，氨气被冷凝为一40 qC的液氨后进入液氨收集罐，经离心泵加压至0.40～0.60 MPa后再经调压阀2降压至0.15 MPa，最后送入冷库制冷，完成低压氨制冷循环。 当冷库的需冷量较大或LNG量供应不足时，为满足要求，在进行低压氨制冷循环的同时，打开阀门v一5、v一6，开启电压缩氨制冷循环系统。从冷库中出来的b股氨气进入换热器2与冷却水换热，然后经压缩机压缩，再送回换热器2，经冷却水冷凝为35℃的液氨，经调压阀3调压至0.15 MPa，与来自低压氨制冷循环系统的0.15 MPa的液氨混合后，进入冷库制冷。多余的液氨进入液氨储罐，以补充循环系统长期运行中损失的液氨。 该工艺采取以下控制系统：在原有控制流程中的空温式气化器1前的干路加上流量控制阀V一1，并引出支路d。通过支路d的LNG经过换热器1和空温式气化器2再返回到调压阀前。流量控制阀V一1只是分配2个气化部分的LNG流量。由于换热器l和空温式气化器2相当于原有空温式气化器的副线，故不影响原有整体LNG气化量和天然气压力控制操作。 该项目建成后，冷库运营公司可得到以下收益：冷库制冷电费每年降低数十万元；减少循环冷却水系统的运行和维护费用；故障少，维修简单，操作控制容易；易于冷库扩建和冷加工业务的开展；节省冷库扩建的电制冷用地和建设投资。 3财务评价 3．1投资及成本估算 该项目以流经换热器1的平均供气量3×104m3／d为基准估算，估算范围包括与上述工艺相关的工程费用(建筑工程费、静止设备安装费、机械设备购置费、工艺管道材料费、自控仪表购置及安装费等)、固定资产其他费(临时设施费、工程建设管理费、可行性研究报告编制费、工程设计费、竣工图编制费、工程建设监理费等)和预备费(不可预见费)。项目所需建设造价的30％为自有资金，70％为银行贷款，贷款利率为5.40％，项目建设期1年。项目总造价：90．88×10。元，根据总成本费用估算参数 (见表1)估算该项目总成本费用。经计算，该项目平均年总成本费用为14.5l×104元。 表1 总成本费用估算参数 燃料动力价格 固定资产折旧 销售费用 生产期 ／a 新增定员
电／ (元. kW-1. H-1 h) 维修费／ (元. a-1 ) 时间 ／a 残值率 ／％ 修理费率 0.85 5×104 15 3 固定资产原值的3％ 按销售收入的0.1％计算 15 无 3．2财务评价 该项目总造价90.88×104元(其中，建设造价87.38×104元，建设期利息1.69×104元，流动资金1.81×104元)，年均销售收入74.80×104形a，年均税后利润36.33×104元／a。内部收益率(税后) 48.07％，静态投资回收期(税后，含建设期)3.08年，动态投资回收期(税后，含建设期)3.54年。 表2财务评价的主要参数 产品价格 税金 损益估算 清偿能力分析 电／ (元. kW-1. h -1) 增值税 城市建设 维护税 教育费附加 所得 税率 公积金 偿还借款的 资金来源 借款偿还年限 (含建设期)／a 0.85 17％ 按增值税的7％ 计算 按增值税的 3％计算 25％ 按税后利润的 10％计 2.88 项目提取的全部折旧、摊销及未分配利润
LNG卫星站冷能利用项目开发研究报告
