發(fā)布時(shí)間：2020-03-28 16:45

【摘要】：LNG-FPSO(LNG Floating Production Storage and Offloading unit,又稱為:FLNG)是集海上天然氣的開采、液化、儲(chǔ)存和裝卸為一體的新型FPSO裝置,然而在海上建設(shè)浮式液化工廠面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)比較艱巨,其中液化工藝的海上適應(yīng)性是一個(gè)重要方面。FLNG液化工藝系統(tǒng)是FLNG的核心部分,本文采用試驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,從液化工藝放大性、關(guān)鍵設(shè)備放大性及規(guī)模放大評(píng)價(jià)指標(biāo)三個(gè)方面分析FLNG液化工藝系統(tǒng)的放大性問題,為我國(guó)FLNG的工業(yè)化生產(chǎn)提供指導(dǎo)與建議。原料氣處理規(guī)模不同,對(duì)液化工藝的選擇也不同。液化工藝采用的制冷劑及制冷形式對(duì)原料氣處理能力有很大的影響。本文建立了以熱力學(xué)參數(shù)品質(zhì)因數(shù)(FOM)為目標(biāo)函數(shù)的FLNG工藝優(yōu)化方法,研究了制冷劑類型、制冷級(jí)數(shù)、制冷獨(dú)立循環(huán)個(gè)數(shù)對(duì)液化工藝處理能力的影響,得到,在原液化工藝的基礎(chǔ)上增加獨(dú)立制冷循環(huán)個(gè)數(shù)或增加制冷級(jí)數(shù),可以滿足FLNG產(chǎn)能增大需求。關(guān)鍵設(shè)備處理能力對(duì)液化工藝的生產(chǎn)能力起著制約性的作用。換熱器作為液化工藝中的關(guān)鍵設(shè)備,其換熱性能好壞直接關(guān)系著整個(gè)液化系統(tǒng)的正常操作。基于提出的一種板翅式換熱器動(dòng)態(tài)模擬方法,建立不同處理規(guī)模的液化工藝,分析其對(duì)各種擾動(dòng)工況的適應(yīng)性,結(jié)果表明,處理規(guī)模越大,板翅式換熱器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和穩(wěn)定速度就越快,適應(yīng)性也越強(qiáng)。因此,板翅式換熱器應(yīng)用于處理規(guī)模增大的液化系統(tǒng),可使整個(gè)系統(tǒng)趨于更優(yōu)。壓縮機(jī)及其驅(qū)動(dòng)裝置的選擇,對(duì)不同規(guī)模液化裝置總功耗有影響,可以通過研制大型化機(jī)組,提高機(jī)組處理能力及效率,增大FLNG產(chǎn)能。同時(shí)考慮液化工藝及關(guān)鍵設(shè)備對(duì)放大性的影響,以丙烷預(yù)冷雙氮膨脹液化試驗(yàn)的小試、中試試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行比較分析,發(fā)現(xiàn)中試試驗(yàn)與小試試驗(yàn)相比,比功耗較低,液化率較高,對(duì)原料氣敏感性較低。并提出凈比功耗的概念,研究得到隨著液化裝置規(guī)模的增大,其凈比功耗會(huì)減小且對(duì)原料氣的敏感性會(huì)逐漸降低,驗(yàn)證了凈比功耗評(píng)價(jià)指標(biāo)的準(zhǔn)確性及丙烷預(yù)冷雙氮膨脹液化工藝的放大適應(yīng)性。在數(shù)值模擬基礎(chǔ)上,采用凈比功耗計(jì)算方法可以對(duì)不同規(guī)模液化流程的凈比功耗進(jìn)行預(yù)測(cè),為目標(biāo)氣田的投產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)提供參考。
【圖文】：

基本結(jié)構(gòu)見圖 2-3（b）。同時(shí)包含 JT 節(jié)流制冷和絕熱膨脹制冷的循環(huán)稱為 Claude 循環(huán) ，，基本結(jié)構(gòu)如圖2-3（c）。圖 2-3 天然氣液化的標(biāo)準(zhǔn) JT 循環(huán)，Brayton 循環(huán)，Claude 循環(huán)示意圖Fig2-3 Standard JT，Brayton and Claude cycles for liquefaction of natural gas

第二章 FLNG 液化工藝的評(píng)價(jià)指標(biāo)及優(yōu)化方法，這也就是通常應(yīng)用于大型液化規(guī)模的 AP-X 循環(huán)。圖 2-5 為 B合制冷劑 PRICO 工藝，該液化工藝包括一個(gè)混合制冷劑循環(huán)，，節(jié)流級(jí)數(shù)為一級(jí)，采用新命名方式可以命名為 M1J。圖 2-6 為工藝，該液化工藝由兩個(gè)互相獨(dú)立的氮?dú)馀蛎浹h(huán)提供冷量來液脹級(jí)數(shù)均為一級(jí)，采用新命名方式可以命名為 n1B+n1B。環(huán)的新命名方法與一般的通用名詞相比，可以清晰的描述液化工通用性。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE646

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本文編號(hào)：2604652