【摘要】：LNG接收站的輸氣量具有隨季節(jié)變化的特點(diǎn),且接收站蒸發(fā)氣(BOG)的產(chǎn)生量在正常工況和卸船工況下差異較大,因此BOG處理方式需隨接收站輸氣量的變化而有所不同。BOG處理系統(tǒng)是LNG接收站最重要的工藝單元,選擇合適的BOG處理方式對接收站安全運(yùn)行和BOG有效利用具有重要的意義。本文先分析了BOG的產(chǎn)生原因,并分工況對BOG的產(chǎn)生量進(jìn)行模擬,得到接收站在不同的LNG輸量下的BOG產(chǎn)生量。利用HYSYS軟件建立了再冷凝工藝計算模型,明確了接收站LNG的最小輸出量,并分析了不同操作工況和工藝流程參數(shù)對再冷凝工藝液氣比的影響,發(fā)現(xiàn)再冷凝工藝受LNG輸量的影響較大,且壓縮機(jī)出口壓力對再冷凝工藝的性能影響最大。針對再冷凝工藝的不足,進(jìn)一步研究了直接壓縮外輸工藝和BOG再液化工藝,分析了BOG再液化工藝的制冷劑組分對系統(tǒng)功耗的影響,并最終確定了制冷劑組分比例,使再液化流程更加節(jié)能。最后結(jié)合當(dāng)前LNG接收站的輸氣特點(diǎn),以系統(tǒng)能耗最小為前提,提出了接收站在正常輸氣工況、低輸氣工況以及零輸出工況下的最佳BOG處理方式。在正常輸氣量下選擇再冷凝處理方式或直接外輸工藝;在輸氣量較低時,則選擇再冷凝工藝,但需提高壓縮機(jī)出口壓力來減小冷凝BOG所需的LNG量;零輸出工況下直接將站內(nèi)的BOG加壓輸送至天然氣管網(wǎng),即采用蒸發(fā)氣直接壓縮外輸?shù)奶幚矸绞?更加節(jié)能環(huán)保。
【圖文】：

圖 2.1 LNG 接收站卸船工藝流程Fig. 2.1 Unloading process of LNG receiving terminal2.2 熱力學(xué)方法選取LNG 的物性參數(shù)是 HYSYS 軟件進(jìn)行接收站工藝流程模擬、設(shè)備模塊計算研究的重要參數(shù)。接收站的主要功能就是將 LNG 氣化外輸，其中 LNG 與 BOG 分別經(jīng)歷了加壓氣化和壓縮再冷凝的熱力學(xué)過程。LNG 和 BOG 的壓力、溫度、焓和相態(tài)以及其他一些熱力學(xué)參數(shù)均在發(fā)生變化，所以各種熱力學(xué)參數(shù)的準(zhǔn)確計算將是本文研究的前提。這就涉及到熱力學(xué)方法的選擇問題。選擇正確的熱力學(xué)方程會使流程模擬計算更加準(zhǔn)確，誤差更小，是進(jìn)行流程模擬的關(guān)鍵。在進(jìn)行 HYSYS 軟件模擬時，一般選擇 PR[31]方程和 LKP[32]方程。2.2.1 PR（Peng-Robinson）狀態(tài)方程PR 方程是 Peng 和 Robinson 在 Sovae 模型的基礎(chǔ)上做的改進(jìn)，，其公式如下：

置換出的 BOG 與儲罐氣相空間的氣體狀態(tài)一致。嚴(yán)格意義上來說，氣體體積置換量并不屬于蒸發(fā)氣的范疇，該部分氣體早已產(chǎn)生并存在于儲罐氣相空間，只是在卸船工況時為了維持儲罐壓力而排出罐外。卸船時 BOG 置換量公式為：5 c LNG BOGQ (Q V ) （2.18）其中，cQ 為卸料速度，m3/h；LNGV 為接收站外輸 LNG 的體積流量，m3/h；計算得到卸船時的體積置換量為 26.81 t/h。（6）卸船時罐內(nèi)閃蒸量卸料閃蒸主要是儲罐氣液界面處的 LNG 由于吸熱而處于氣液平衡狀態(tài)，船上的 LNG 在進(jìn)入儲罐的過程中，由于船上泵作功、與外界不斷的熱交換，使得 LNG的溫度和壓力會不斷發(fā)生變化，進(jìn)入儲罐時與儲罐的 LNG 焓值不一樣，從而發(fā)生閃蒸[9,15,33]。利用 HYSYS 模擬卸船時儲罐內(nèi)氣體閃蒸量，得到卸船閃蒸模塊流程如圖 2.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE97

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本文編號：2670641