【摘要】：大型液化天然氣(LNG)運輸船在運輸過程中,會吸收外界熱量,而使LNG受熱氣化為天然氣。為避免壓力超限LNG運輸船發(fā)生危險,用蒸發(fā)天然氣(BOG)再液化系統(tǒng)將天然氣再液化成為一種優(yōu)選處理方式。本文針對一種新型氮膨脹流程進行模擬,并進行流程中關鍵參數(shù)的優(yōu)化。將優(yōu)化后的流程與丙烷預冷混合冷劑制冷流程進行對比,結果表明:以產(chǎn)品LNG比功耗為衡量指標,對5個關鍵參數(shù)(換熱器中BOG氣體出口溫度、BOG一級壓縮機出口壓力、換熱器中氮氣出口溫度、膨脹機膨脹后壓力及氮氣壓縮機的壓力分配等)進行優(yōu)化,降低了系統(tǒng)的比功耗;與丙烷預冷混合制冷流程比較,氮膨脹流程比功耗略高,流程簡單,設備較少,更加安全;文中所選氮膨脹制冷流程比丙烷預冷混合冷劑流程更適合于LNG運輸船上BOG再液化。
【圖文】：

適應性強易于啟動和關停可靠性，可用性析。由于流程中的損主要集中在壓縮、傳熱（回熱）以及膨脹過程中[15]，因此對流程中的主要設備：壓縮機、多股流換熱器、膨脹機以及節(jié)流閥進行損分析[16]。各主要設備損計算公式如式(2)～式(4)。壓縮機21021m1HH1TSS(2)多股流換熱器0outinTSS(3)膨脹機及節(jié)流閥0210LTSSR(4)式中，ηm為壓縮機的機械效率；H1、H2分別為進出口焓值，kJ/kmol；S1、S2分別為進出口熵，kJ/kmol；為損失，kJ/kmol。計算得到各主要設備的損如圖2所示。通過分析計算可以發(fā)現(xiàn)，流程中換熱器、膨脹機和節(jié)流閥的損失較校其中3臺換熱器的損占總流程的11.2%，比例較小，壓縮機的不可逆損失最大，占整個流程損失的72.3%，對流程的功耗起到?jīng)Q定性的作用。流程中BOG換熱器的T-Q分布圖如圖3所示，可以看出，在 150～ 130℃時BOG發(fā)生液化，換熱器的最小換熱溫差點在 132℃左右，，整體換熱效果較好，達到流程要求。圖2關鍵設備不可逆損失圖圖1氮膨脹液化流程圖LNG100—BOG出口換熱器；K100、K101—二級壓縮機；E100—壓縮機級間換熱器；E101—壓縮機出口冷卻器；LNG101—BOG深冷換熱器；VLV100—BOG節(jié)流閥；V100—LNG儲艙；LNG102—氮氣回熱器；K102、K103、K104—氮氣三級壓縮機；E102、E103—氮氣壓縮機級間冷卻器；E104—氮氣壓縮機出口冷卻器；K105—氮氣膨脹機

2分別為進出口焓值，kJ/kmol；S1、S2分別為進出口熵，kJ/kmol；為損失，kJ/kmol。計算得到各主要設備的損如圖2所示。通過分析計算可以發(fā)現(xiàn)，流程中換熱器、膨脹機和節(jié)流閥的損失較校其中3臺換熱器的損占總流程的11.2%，比例較小，壓縮機的不可逆損失最大，占整個流程損失的72.3%，對流程的功耗起到?jīng)Q定性的作用。流程中BOG換熱器的T-Q分布圖如圖3所示，可以看出，在 150～ 130℃時BOG發(fā)生液化，換熱器的最小換熱溫差點在 132℃左右，整體換熱效果較好，達到流程要求。圖2關鍵設備不可逆損失圖圖1氮膨脹液化流程圖LNG100—BOG出口換熱器；K100、K101—二級壓縮機；E100—壓縮機級間換熱器；E101—壓縮機出口冷卻器；LNG101—BOG深冷換熱器；VLV100—BOG節(jié)流閥；V100—LNG儲艙；LNG102—氮氣回熱器；K102、K103、K104—氮氣三級壓縮機；E102、E103—氮氣壓縮機級間冷卻器；E104—氮氣壓縮機出口冷卻器；K105—氮氣膨脹機

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1 胡周海;福鵬;張曉松;劉建偉;;新型LNG重烴去除工藝[J];煤氣與熱力;2012年03期

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本文編號：2572297