本文關(guān)鍵詞：天然氣液化工藝中多元混合制冷劑循環(huán)的模擬實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：天然氣液化工業(yè)在我國隨著能源形勢的變化以及科技的發(fā)展，其在能源結(jié)構(gòu)中的地位日趨重要，然而，天然氣液化流程復(fù)雜龐大，各個部件之間的性能相互影響顯著，整體運行最優(yōu)化調(diào)節(jié)難度大，同時，由于天然氣液化采用混合工質(zhì)制冷循環(huán)，其還存在以下問題：天然氣液化流程龐大，制冷劑的充灌量需根據(jù)流程中各部件及其工作狀態(tài)進行計算。由于換熱復(fù)合曲線的匹配問題，換熱器中的火用損失較大，導(dǎo)致制冷的效率較低�；旌现评鋭┑慕M分以及壓縮機進口的狀態(tài)參數(shù)對離心式壓縮機的性能有著顯著的影響，在實際操作過程中，任何參數(shù)的變化都有可能導(dǎo)致壓縮機的低效或失效，影響系統(tǒng)的正常運行。 本文主要針對天然氣液化流程中的制冷劑充灌量、離心式壓縮機性能預(yù)測以及換熱器換熱特性等相關(guān)問題進行模擬及實驗研究。通過對典型制冷循環(huán)的實驗?zāi)M，在傳熱學(xué)理論基礎(chǔ)上建立循環(huán)系統(tǒng)的制冷劑充灌量計算模型，并與實驗數(shù)據(jù)進行對比驗證模型的準(zhǔn)確性，得出冷凝器中制冷劑積存質(zhì)量所占比例最大，是總積存質(zhì)量的55%~64%，而蒸發(fā)器制冷劑積存質(zhì)量所占比例為17%~32%。 離心式壓縮機是天然氣液化循環(huán)中耗功部件，壓縮機的性能調(diào)節(jié)也將影響到整個液化流程的運行狀況。本文通過建立壓縮機性能預(yù)測計算模型，分別將不同制冷劑組分及壓縮機進口狀態(tài)參數(shù)作為變量進行預(yù)測分析，得出壓縮機的性能變化趨勢。 天然氣液化工藝流程中，換熱器是產(chǎn)品生成的核心部件，，也是整個流程中最為復(fù)雜的部分，換熱器中的換熱匹配優(yōu)化以及能耗降低成為液化流程優(yōu)化的核心問題。本文重點利用Aspen Plus對混合工質(zhì)制冷循環(huán)中的換熱部分進行了流程模擬，對兩種大型天然氣液化流程建立模擬流程，分析發(fā)現(xiàn)：換熱器中的理想換熱溫差為5°C~10°C，而在實際運行中，A廠的換熱溫差在12°C~18°C之間，而B廠的平均換熱溫差分別為17.1°C、34°C和27.5°C，將設(shè)計工況與實際運行工況進行比較得出運行問題產(chǎn)生的原因，并提出改進運行的相關(guān)建議。
【關(guān)鍵詞】：混合制冷劑 充灌量 離心式壓縮機 性能預(yù)測 流程模擬
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TE646
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 課題研究背景及意義9-12
• 1.1.1 天然氣的組成及分類9-10
• 1.1.2 我國的能源消費現(xiàn)狀10
• 1.1.3 我國天然氣的開采及利用10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 天然氣液化技術(shù)研究12-15
• 1.2.2 混合制冷劑特性研究15-16
• 1.2.3 離心式壓縮機性能研究16-17
• 1.3 課題研究的工作內(nèi)容17-18
• 第二章 制冷循環(huán)流程中制冷劑充灌量的研究18-29
• 2.1 制冷劑充灌量研究的必要性分析18
• 2.2 充灌量計算模型18-26
• 2.2.1 壓縮機18-19
• 2.2.2 冷凝器19-23
• 2.2.3 節(jié)流裝置23-24
• 2.2.4 蒸發(fā)器24-26
• 2.2.5 其他管路26
• 2.2.6 管內(nèi)側(cè)換熱系數(shù)變化情況26
• 2.3 實驗裝置26-27
• 2.4 計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)比較27
• 2.5 結(jié)果分析27-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第三章 混合制冷劑對離心式壓縮機性能的影響分析29-41
• 3.1 離心式壓縮機29
• 3.2 離心式壓縮機性能預(yù)測模型29-34
• 3.2.1 離心式壓縮機的能量頭30-31
• 3.2.2 離心式壓縮機的損失計算31-32
• 3.2.3 計算流程32-34
• 3.3 模擬計算結(jié)果分析34-40
• 3.3.1 壓縮機性能曲線的繪制34-35
• 3.3.2 進口制冷劑參數(shù)對壓縮機性能的影響35-37
• 3.3.3 制冷劑中重組分濃度對壓縮機性能的影響37
• 3.3.4 兩級壓縮機串聯(lián)運行性能分析37-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 大型天然氣液化廠的換熱流程模擬分析41-57
• 4.1 流程模擬必要性分析41-42
• 4.2 模擬計算的熱力學(xué)基礎(chǔ)42-43
• 4.2.1 氣液相平衡計算方程42-43
• 4.3 Aspen Plus 流程模擬43-55
• 4.3.1 A 廠天然氣液化流程模擬43-47
• 4.3.2 B 廠天然氣液化流程模擬47-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 總結(jié)與展望57-59
• 參考文獻59-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果63-64
• 致謝64-65
• 答辯委員會對論文的評定意見65

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 汪榮順,楊敏之,魯雪生,李玉冰;混合制冷劑液化天然氣流程的設(shè)計計算[J];低溫工程;1999年02期

2 鄭大振;LNG裝置經(jīng)濟性比較的綜合性原則[J];低溫工程;1996年05期

3 石玉美,顧安忠,汪榮順,魯雪生;混合制冷劑循環(huán)(MRC)液化天然氣流程的設(shè)備模擬[J];低溫與超導(dǎo);2000年02期

4 張維江;石玉美;汪榮順;;幾種國外新型的小型天然氣液化流程分析[J];低溫與超導(dǎo);2008年05期

5 石玉美,顧安忠,汪榮順,魯雪生;混合制冷劑循環(huán)液化天然氣流程的優(yōu)化分析[J];工程熱物理學(xué)報;2000年04期

6 石玉美,汪榮順,顧安忠,朱剛;混合制冷劑循環(huán)液化天然氣流程

本文編號：379975