本文關(guān)鍵詞：LNG冷能用于有機(jī)朗肯循環(huán)和冷庫模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：常壓下LNG氣化成氣態(tài)天然氣的過程中可釋放約830k J/kg的冷量,通常情況下,該冷能一般由海水帶走,不但增加能耗(海水泵耗功),而且氣化裝置附近會(huì)產(chǎn)生“冷霧”造成冷污染。因此,冷能利用可以有效促進(jìn)節(jié)能減排,同時(shí)其多種利用方式(主要包括空氣分離、發(fā)電、冷庫等工藝)還可補(bǔ)足傳統(tǒng)工藝的不足,有廣闊的市場前景。針對(duì)LNG先加壓后氣化和先氣化后加壓兩種方式,經(jīng)Hysys模擬定量分析得出LNG先氣化后加壓方式所需耗功量為先加壓后氣化方式的21.87倍。進(jìn)而討論不同壓力下LNG輸出冷量、冷?和換熱器換熱系數(shù),模擬結(jié)果顯示隨LNG再氣化壓力增加,LNG輸出冷量線性遞減,LNG輸出冷?呈二次曲線遞減,而LNG換熱器UA值先增后減,呈倒U型。利用Hysys中現(xiàn)成的單元操作建立回?zé)崾接袡C(jī)朗肯循環(huán)(Organic Rankine Cycle,簡稱ORC)模型,比較分析13種流體后選取Propane作為循環(huán)工質(zhì)。系統(tǒng)模擬主要分析蒸發(fā)壓力、冷凝壓力、膨脹機(jī)進(jìn)氣過熱度、工質(zhì)流量和回?zé)崞髂苄?duì)系統(tǒng)性能(主要有煙氣排放溫度、LNG出口溫度、系統(tǒng)凈輸出功、系統(tǒng)?效率)的影響,結(jié)果顯示亞臨界ORC系統(tǒng)和超臨界ORC系統(tǒng)中蒸發(fā)壓力對(duì)系統(tǒng)性能影響不同。系統(tǒng)優(yōu)化部分以系統(tǒng)凈輸出功為目標(biāo)函數(shù),利用遺傳算法得到最優(yōu)解。與傳統(tǒng)電壓縮氨制冷系統(tǒng)相比,利用LNG冷能的冷庫系統(tǒng)采用工質(zhì)泵代替壓縮機(jī)來驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),節(jié)省大量的能耗,經(jīng)Hysys建模定量比較得出,以冷庫設(shè)計(jì)冷負(fù)荷279.3k W和設(shè)計(jì)溫度-20°C為基準(zhǔn),利用LNG冷能冷庫系統(tǒng)相比傳統(tǒng)電壓縮氨制冷系統(tǒng)可節(jié)省耗功135.9k W,且系統(tǒng)?效率是后者的2倍。以氨作為中間冷媒且采用冷藏庫和冷凍庫并聯(lián)方式建立起LNG制冷冷庫系統(tǒng)。由熱力學(xué)分析得出系統(tǒng)COP為1.82,?效率為80.2%,系統(tǒng)?損79.8%在LNG換熱器處,且該冷庫系統(tǒng)COP和?效率均隨LNG氣化壓力增加而增大;由經(jīng)濟(jì)性分析得出該項(xiàng)目動(dòng)態(tài)投資回收期為4.83年。
【關(guān)鍵詞】：LNG 冷能利用 Hysys ORC 冷庫
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE64;TB657.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題來源及研究的目的和意義10-17
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 課題研究的目的和意義10
• 1.1.3 LNG冷能利用研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2 研究現(xiàn)狀分析以及待研究問題的提出17-18
• 1.3 本課題主要研究內(nèi)容18-20
• 第2章 化工過程模擬和優(yōu)化以及Hysys軟件介紹20-25
• 2.1 化工過程模擬20-21
• 2.1.1 過程系統(tǒng)模擬20-21
• 2.2 化工過程的優(yōu)化21-23
• 2.2.1 構(gòu)建待優(yōu)化問題21-22
• 2.2.2 優(yōu)化理論和方法22-23
• 2.3 Hysys軟件簡介23-25
• 第3章 LNG再氣化過程模擬研究25-41
• 3.1 LNG熱力學(xué)分析25-27
• 3.1.1 LNG物性計(jì)算方法25-26
• 3.1.2 LNG物理?分析26-27
• 3.2 LNG再氣化過程模擬研究27-35
• 3.2.1 兩種LNG再氣化過程27-28
• 3.2.2 LNG組成和物性參數(shù)28-29
• 3.2.3 Hysys模型參數(shù)設(shè)置29-31
• 3.2.4 模擬結(jié)果31-34
• 3.2.5 模擬結(jié)果分析34-35
• 3.3 不同壓力下LNG換熱模擬研究35-40
• 3.3.1 LNG輸出冷量35-36
• 3.3.2 LNG輸出冷?36-37
• 3.3.3 LNG換熱器換熱系數(shù)37-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 利用LNG冷能的有機(jī)朗肯循環(huán)模擬和優(yōu)化41-61
• 4.1 單級(jí)回?zé)崾絆RC系統(tǒng)41-48
• 4.1.1 系統(tǒng)描述41-43
• 4.1.2 系統(tǒng)熱力學(xué)分析43-44
• 4.1.3 熱源和冷源44-45
• 4.1.4 工質(zhì)選取45-48
• 4.2 各系統(tǒng)獨(dú)立變量對(duì)ORC系統(tǒng)性能的影響48-57
• 4.2.1 蒸發(fā)壓力對(duì)系統(tǒng)性能影響48-51
• 4.2.2 冷凝壓力對(duì)系統(tǒng)性能影響51-53
• 4.2.3 膨脹機(jī)進(jìn)口工質(zhì)過熱度對(duì)系統(tǒng)性能影響53-54
• 4.2.4 工質(zhì)/LNG流量比對(duì)系統(tǒng)性能影響54-55
• 4.2.5 回?zé)崞髂苄?duì)系統(tǒng)性能影響55-57
• 4.3 ORC系統(tǒng)優(yōu)化57-59
• 4.3.1 Hysys自動(dòng)化57
• 4.3.2 目標(biāo)函數(shù)和決策變量57
• 4.3.3 優(yōu)化步驟57-58
• 4.3.4 優(yōu)化結(jié)果和討論58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-61
• 第5章LNG冷能用于冷庫系統(tǒng)模擬研究61-87
• 5.1 采用電壓縮氨制冷與LNG冷能制冷的冷庫性能比較61-69
• 5.1.1 電壓縮氨制冷系統(tǒng)61-65
• 5.1.2 LNG冷能冷庫系統(tǒng)65-69
• 5.2 冷庫設(shè)計(jì)69-73
• 5.2.1 冷庫規(guī)模69-70
• 5.2.2 冷庫冷負(fù)荷70-73
• 5.3 LNG制冷系統(tǒng)73-85
• 5.3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)73-74
• 5.3.2 模型建立74-76
• 5.3.3 熱力學(xué)分析76-79
• 5.3.4 不同LNG氣化壓力下系統(tǒng)COP和?效率79-80
• 5.3.5 經(jīng)濟(jì)性分析80-85
• 5.4 本章小結(jié)85-87
• 結(jié)論87-89
• 附錄89-91
• 參考文獻(xiàn)91-96
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他成果96-98
• 致謝98

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：LNG冷能用于有機(jī)朗肯循環(huán)和冷庫模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：386474