本文關(guān)鍵詞：氮—甲烷膨脹天然氣液化流程數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：天然氣是21世紀(jì)的主要能源之一,其消耗量日益增大。液化天然氣(LNG)在儲(chǔ)存和運(yùn)輸方面都具有十分明顯的優(yōu)勢(shì),液化天然氣已發(fā)展成為一門新興工業(yè)。盡管國外天然氣液化技術(shù)已經(jīng)比較成熟,但考慮到國內(nèi)天然氣液化的研究現(xiàn)狀和行業(yè)實(shí)際需求,有必要對(duì)液化天然氣技術(shù)開展進(jìn)一步的研究和探討。本文從熱力學(xué)角度出發(fā),對(duì)氮-甲烷膨脹天然氣液化流程模擬優(yōu)化進(jìn)行了詳細(xì)的研究。本文論述了國內(nèi)外中小型天然氣液化流程及裝置研究進(jìn)展,選擇了氮-甲烷膨脹天然氣液化流程作為本文的研究對(duì)象。調(diào)研了我國陜北長慶天然氣田的組分和壓力,確定天然氣組分和氣源條件作為本研究模擬的依據(jù)。著重分析了天然氣的熱物性,基于天然氣的物性特點(diǎn),選擇P-R方程計(jì)算天然氣液化流程相平衡,選擇LKP方程計(jì)算天然氣液化流程中各節(jié)點(diǎn)焓、熵值。本文用HYSYS軟件對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行模擬,詳細(xì)介紹了HYSYS軟件中各主要設(shè)備的計(jì)算模塊。從熱力學(xué)角度出發(fā),分析氮-甲烷膨脹天然氣液化流程中主要工藝參數(shù),如天然氣壓力、天然氣溫度、天然氣組成、LNG儲(chǔ)存壓力、制冷劑高壓壓力、制冷劑低壓壓力、制冷劑中甲烷含量和制冷劑膨脹前溫度等對(duì)液化流程性能指標(biāo)的影響。在此基礎(chǔ)上以比功耗為目標(biāo)函數(shù),對(duì)流程參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,增加其液化率,降低其比功耗。對(duì)比分析三種氮-甲烷膨脹天然氣液化流程各自特點(diǎn)。并對(duì)天然氣液化流程進(jìn)行了（火用）分析,通過計(jì)算確定了流程中能耗大的設(shè)備為壓縮機(jī),分析（火用）損失原因,并提出了若干項(xiàng)減少（火用）損失的有力措施。本文研究結(jié)果,對(duì)進(jìn)一步研究氮-甲烷膨脹天然氣液化流程具有一定的理論指導(dǎo)意義和實(shí)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：液化天然氣 流程模擬 性能指標(biāo) （火用）損失
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE646
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 研究目的和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容11-12
• 參考文獻(xiàn)12-14
• 第二章 天然氣和制冷劑的物性分析14-24
• 2.1 天然氣氣源條件14-15
• 2.2 天然氣的熱力學(xué)參數(shù)15-16
• 2.3 天然氣和制冷劑的相平衡計(jì)算16-19
• 2.3.1 氣液相平衡計(jì)算方程的確定17
• 2.3.2 PR狀態(tài)方程17-19
• 2.4 天然氣和制冷劑的焓、熵計(jì)算19-22
• 2.4.1 計(jì)算焓和熵的方程19
• 2.4.2 LKP方程19-21
• 2.4.3 焓和熵的計(jì)算方法21-22
• 2.4.4 LKP方程焓和熵的計(jì)算22
• 2.5 本章小結(jié)22
• 參考文獻(xiàn)22-24
• 第三章 氮-甲烷膨脹天然氣液化流程模擬24-32
• 3.1 模擬軟件介紹24-25
• 3.2 HYSYS中各模塊的計(jì)算模型25-28
• 3.2.1 壓縮機(jī)25-26
• 3.2.2 膨脹機(jī)26
• 3.2.3 節(jié)流閥26-27
• 3.2.4 多股流換熱器27-28
• 3.3 模擬的基本數(shù)據(jù)28
• 3.4 流程模擬28-31
• 3.4.1 性能指標(biāo)的定義29-30
• 3.4.2 模擬計(jì)算結(jié)果30-31
• 3.5 本章小結(jié)31
• 參考文獻(xiàn)31-32
• 第四章 天然氣液化流程的熱力學(xué)分析32-49
• 4.1 流程性能參數(shù)32-33
• 4.2 流程參數(shù)對(duì)性能參數(shù)的影響分析33-47
• 4.2.1 天然氣壓力的影響34-36
• 4.2.2 天然氣溫度的影響36-37
• 4.2.3 天然氣組成的影響37-39
• 4.2.4 LNG儲(chǔ)存壓力的影響39-41
• 4.2.5 制冷劑高壓壓力的影響41-42
• 4.2.6 制冷劑低壓壓力的影響42-44
• 4.2.7 制冷劑中甲烷含量的影響44-46
• 4.2.8 制冷劑膨脹前溫度的影響46-47
• 4.3 流程參數(shù)影響分析小結(jié)47-48
• 參考文獻(xiàn)48-49
• 第五章 天然氣液化流程的優(yōu)化分析及（火用）分析49-59
• 5.1 液化流程的優(yōu)化分析49-50
• 5.1.1 目標(biāo)函數(shù)49
• 5.1.2 約束條件49
• 5.1.3 設(shè)計(jì)變量與步長49-50
• 5.1.4 優(yōu)化結(jié)果50
• 5.2 液化流程的改進(jìn)優(yōu)化分析50-54
• 5.2.1 丙烷預(yù)冷氮-甲烷單級(jí)膨脹液化流程50-52
• 5.2.2 氮-甲烷兩級(jí)膨脹液化流程52-53
• 5.2.3 液化流程的比較分析53-54
• 5.3 天然氣液化流程的（火用）分析54-57
• 5.3.1 （火用）損失54-55
• 5.3.2 （火用）分析基本模型55
• 5.3.3 液化流程中各模塊的（火用）分析55-56
• 5.3.4 （火用）損失的計(jì)算與分析56-57
• 參考文獻(xiàn)57-59
• 第六章 結(jié)論59-60
• 致謝60-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文62-63

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