本文關鍵詞：小型撬裝式天然氣液化裝置的流程模擬與優(yōu)化　出處：《寧夏大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 液化天然氣 混合制冷劑循環(huán) 撬裝 模擬優(yōu)化

【摘要】：天然氣以其單位熱值高、清潔的性能已成為21世紀的主要能源之一,消耗量日益增大。小型液化天然氣裝置具有體積小、可撬裝、機動運輸、開停方便等優(yōu)點,且能對分散的或偏遠地區(qū)的小型天然氣氣田進行開發(fā)利用,提高能源利用率。本文針對寧夏銀川某能源公司的R22預冷混合制冷劑液化循環(huán)工藝天然氣液化裝置進行模擬分析與研究,并對運行過程中的問題進行分析,提出了改進措施。文中利用Aspen Plus模擬軟件,建立了R22預冷混合劑制冷液化循環(huán)的流程,根據裝置的設計參數,對工藝流程進行模擬,并與實際運行參數比較,各參數相對誤差在0.03%q%之間,模擬結果與實際運行參數基本吻合,模型選擇合理。通過計算可知,每小時70 kmol的天然氣可以得到液化天然氣(LNG) 62.553 kmol (1042.7 kg),液化率為89.36%,混合制冷劑壓縮機功耗為360 kW和R22壓縮機功耗為134 kW,比功耗為0.474 kW.h/kgo其與級聯(lián)式循環(huán)相比,相對功耗為1.44,其值與其它液化循環(huán)工藝流程比功耗相比處于中間位置,且設備簡單、操作方便,是一套比較經濟的裝置。通過對壓縮機、板翅式換熱器、節(jié)流閥等重要設備進行有效能計算與分析,壓縮機炯損失為178.9kW,板翅式換熱器炯損失為157.8 kW,節(jié)流閥炯損失59.1 kW,水冷凝器炯損失為28.3 kW。炯損失主要是壓縮機,其次是板翅式換熱器。為了降低炯損失,可以提高壓縮機的絕熱效率,增加板翅式換熱器的換熱面積等。將壓縮機功耗最小和壓縮機功耗與R22預冷量之和最小作為目標函數,以原料天然氣進入預冷換熱器的溫度、高低壓制冷劑的壓力、溫度和天然氣中甲烷的摩爾分率為優(yōu)化變量,對該裝置的流程進行了優(yōu)化,優(yōu)化后功耗為463 kW,比優(yōu)化前降低了31 kW。另外,對該裝置在運行過程中出現的積液問題和混合制冷劑的充裝問題進行了分析,并且提出了改進措施。
[Abstract]:Natural gas has become one of the main energy sources in twenty-first Century with its high calorific value and clean performance, and the consumption of natural gas is increasing. The small LNG plant has the advantages of small volume, skidding, maneuverable transportation, convenient opening and stopping, etc., and it can develop and utilize small natural gas fields in scattered or remote areas, and improve energy utilization. This paper simulates and analyzes the natural gas liquefaction device of the R22 pre cooling mixed refrigerant liquefaction process in an energy company of Yinchuan, Ningxia, and analyzes the problems in the operation process, and puts forward the improvement measures. Using the Aspen simulation software Plus in this paper, a R22 mixture of pre cooling refrigeration liquefaction cycle process, according to the design parameters of the device, process simulation, and compared with the actual operating parameters, the parameters of relative error between 0.03%q% simulation results and actual operation parameters are basically consistent, rational choice model. By calculation, 70 KMOL per hour of natural gas can be liquefied natural gas (LNG) 62.553 KMOL (1042.7 kg), the liquefaction rate is 89.36%, the mixed refrigerant compressor power consumption is 360 kW and R22 compressor power consumption is 134 kW, compared with the power consumption is 0.474 kW.h/kgo and its cascade cycle, relative power consumption is 1.44. The value and the other liquefaction cycle process than in power consumption compared to the middle position, and has the advantages of simple equipment, convenient operation, is a relatively economical device. Based on the important equipment of compressor, plate fin heat exchanger, throttle effective calculation and analysis, exergy loss of 178.9kW compressor, plate fin heat exchanger exergy loss was 157.8 kW, 59.1 kW throttle valve energy loss, water condenser exergy loss was 28.3 kW. Exergy loss mainly compressor, followed by the plate fin heat exchanger. In order to reduce the exergy loss, can improve the adiabatic efficiency of the compressor, plate fin heat exchanger increases the heat transfer area etc.. The minimum power consumption and minimum compressor and compressor power consumption and cooling capacity of R22 as the target function, mole ratio of methane into the pre cooling temperature, high heat pressure refrigerant pressure, feed gas temperature and natural gas as the optimization variables, the same processes were optimized, the optimized the power consumption is 463 kW, 31 kW lower than that before optimization. In addition, the problem of liquid accumulation and the filling of mixed refrigerant during the operation of the device were analyzed, and the improvement measures were put forward.
【學位授予單位】：寧夏大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE96

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本文編號：1344769