液化天然氣汽化站自增壓系統(tǒng)研究

【摘要】：液化天然氣作為非管輸天然氣的重要組成部分,正處于快速發(fā)展時(shí)期。中小型液化天然氣汽化站的工藝流程中,由槽車向儲(chǔ)罐注入的液態(tài)LNG后,儲(chǔ)罐壓力一般與外輸管網(wǎng)所需要的壓力還有一定的差距,這就需要使天然氣的壓力增加之后才能外輸供氣。汽化站的增壓工藝有液體增壓汽化和汽化后氣體壓縮兩種。在選擇增壓工藝以達(dá)到外輸壓力時(shí),大多汽化站選擇了自增壓的增壓方式。液化天然氣汽化站的整個(gè)自增壓系統(tǒng)由儲(chǔ)罐、液相管路、汽化器、氣相管路組成?，F(xiàn)今,對(duì)于液化天然氣汽化站自增壓系統(tǒng)的研究多側(cè)重于儲(chǔ)罐或是汽化器的單獨(dú)研究,但是自增壓各個(gè)組成部分之間的傳熱、流動(dòng)是互相影響的,單獨(dú)研究的方法對(duì)于由儲(chǔ)罐、液相管路、汽化器、氣相管路組成的有機(jī)整體系統(tǒng)來(lái)講,顯然是不足的。因此,若要更加準(zhǔn)確的研究自增壓這一流程必須采用整體的研究對(duì)象與研究方法。在作者所了解的范圍內(nèi),本文首次以液化天然氣汽化站的整個(gè)自增壓系統(tǒng)為研究對(duì)象進(jìn)行了研究。研究的內(nèi)容是在自增壓過(guò)程中,整個(gè)增壓系統(tǒng)的傳熱、傳質(zhì)、流阻的動(dòng)態(tài)變化情況,目的是得出儲(chǔ)罐的自增壓過(guò)程的規(guī)律以及影響因素。本文主要內(nèi)容：(1)論述了文中涉及的流體—天然氣以及空氣的熱物理性質(zhì)的計(jì)算方法,熱物理性質(zhì)計(jì)算主要包括熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算與遷移性質(zhì)計(jì)算。(2)根據(jù)自增壓系統(tǒng)的組成,對(duì)低溫儲(chǔ)罐、增壓管路、自增壓汽化器的傳熱傳質(zhì)進(jìn)行分析。論述并選擇了低溫儲(chǔ)罐熱力學(xué)模型。(3)以儲(chǔ)罐、增壓管道、汽化器組成的自增壓系統(tǒng)為對(duì)象,建立傳熱、傳質(zhì)、流阻計(jì)算的數(shù)學(xué)模型。編制了求解計(jì)算程序,并對(duì)編制計(jì)算程序中的具體問(wèn)題進(jìn)行分析。(4)選取工況,對(duì)自增壓過(guò)程進(jìn)行計(jì)算。分析了穩(wěn)態(tài)與動(dòng)態(tài)的增壓管路與汽化器的傳熱與流阻計(jì)算,得出動(dòng)態(tài)的全程壓力、干度、比焓值、溫度的分布規(guī)律。論述自增壓過(guò)程中的儲(chǔ)罐中流體壓力、溫度、氣體質(zhì)量、氣體密度、液位、增壓氣體流量的變化情況?？疾炝俗栽鰤哼^(guò)程的影響因素,得出在高充滿率、高壓、高溫增壓氣體下能夠明顯縮短增壓時(shí)間的結(jié)論。(5)根據(jù)計(jì)算分析,提出采用相對(duì)較高的儲(chǔ)存壓力、增加增壓汽化器的換熱能力、改變立式增壓汽化器形制等具體建議。 【關(guān)鍵詞】：液化天然(LNG) 汽化站 自增壓
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TU996
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 選題背景及意義11-13
• 1.1.1 液化天然氣產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展11-12
• 1.1.2 液化天然氣汽化站儲(chǔ)罐的壓力控制12-13
• 1.1.3 液化天然氣汽化站自增壓系統(tǒng)研究意義13
• 1.2 液化天然氣汽化站自增壓系統(tǒng)研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 低溫液體無(wú)損儲(chǔ)存熱力學(xué)模型研究13-14
• 1.2.2 增壓汽化器換熱性能研究14-16
• 1.2.3 自增壓系統(tǒng)的模擬計(jì)算16
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容16-17
• 第2章 流體基礎(chǔ)熱物性計(jì)算17-26
• 2.1 引言17-18
• 2.2 天然氣熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算18-22
• 2.2.1 自由度、吉布斯相率18
• 2.2.2 飽和蒸汽壓18-19
• 2.2.3 密度19-20
• 2.2.4 汽化潛熱、凝結(jié)潛熱20
• 2.2.5 比熱、比焓、干度20-21
• 2.2.6 干度21-22
• 2.2.7 熱膨脹系數(shù)22
• 2.3 天然氣遷移物性計(jì)算22-23
• 2.3.1 黏度22-23
• 2.3.2 導(dǎo)熱系數(shù)23
• 2.4 濕空氣熱力7。^?質(zhì)計(jì)算23-25
• 2.4.1 含濕量23-24
• 2.4.2 比焓24
• 2.4.3 密度24
• 2.4.4 比熱24-25
• 2.4.5 熱膨脹系數(shù)25
• 2.5 濕空氣遷移性質(zhì)計(jì)算25
• 2.5.1 動(dòng)力粘度25
• 2.5.2 導(dǎo)熱系數(shù)25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第3章 自增壓系統(tǒng)傳熱分析與儲(chǔ)罐熱力模型選取26-41
• 3.1 引言26
• 3.2 淄博液化天然氣汽化站自增壓系統(tǒng)26-31
• 3.2.1 淄博液化天然氣汽化站工藝流程與平面布置26-27
• 3.2.2 自增壓系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)27-31
• 3.3 自增壓系統(tǒng)傳熱分析31-35
• 3.3.1 儲(chǔ)罐傳熱分析31-34
• 3.3.2 汽化器傳熱分析34-35
• 3.3.3 管道傳熱分析35
• 3.4 低溫液體儲(chǔ)存容器的熱力學(xué)模型的選取35-39
• 3.4.1 概述35-36
• 3.4.2 飽和均質(zhì)模型36-37
• 3.4.3 均相表而蒸發(fā)模型37
• 3.4.4 俄羅斯模型37-38
• 3.4.5 三區(qū)模型38
• 3.4.6 模型的選取38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-41
• 第4章 自增壓與穩(wěn)壓供氣過(guò)程的計(jì)算求解41-55
• 4.1 引言41
• 4.2 儲(chǔ)罐系統(tǒng)的三區(qū)模型以及離散化41-44
• 4.2.1 儲(chǔ)罐系統(tǒng)的三區(qū)模型41-44
• 4.2.2 儲(chǔ)罐系統(tǒng)的三區(qū)模型方程離散化44
• 4.3 增壓管道與汽化器傳熱及流阻計(jì)算44-50
• 4.3.1 概述44-46
• 4.3.2 傳熱計(jì)算及相關(guān)參數(shù)46-49
• 4.3.3 流動(dòng)阻力計(jì)算及相關(guān)參數(shù)49-50
• 4.4 程序設(shè)計(jì)與求解50-53
• 4.4.1 計(jì)算程序流程設(shè)計(jì)50-51
• 4.4.2 程序設(shè)計(jì)中主要考慮問(wèn)題51-52
• 4.4.3 邊界條件與初始條件52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-55
• 第5章 計(jì)算結(jié)果分析與建議55-71
• 5.1 算例及分析55-65
• 5.1.1 算例初始、邊界參數(shù)55
• 5.1.2 增壓管路與汽化器的傳熱流阻計(jì)算55-62
• 5.1.3 儲(chǔ)罐傳熱傳質(zhì)計(jì)算62-65
• 5.2 儲(chǔ)罐自增壓影響因素分析65-67
• 5.2.1 初始充滿率的影響65-66
• 5.2.2 初始?jí)毫Φ挠绊?/span>66-67
• 5.2.3 換熱器換熱能力與環(huán)境溫度的影響67
• 5.3 計(jì)算總結(jié)與建議67-69
• 5.3.1 計(jì)算總結(jié)67-68
• 5.3.2 建議68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-71
• 第6章 結(jié)論與展望71-73
• 6.1 結(jié)論71
• 6.2 展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 致謝76-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研情況77-78
• 發(fā)表論文77
• 獲獎(jiǎng)情況77
• 參與編寫的書籍77-78
• 附錄78-95
• 附錄1：增壓管道與汽化器的流阻換熱計(jì)算程序78-91
• 附錄2：儲(chǔ)罐中傳熱傳質(zhì)計(jì)算程序91-94
• 附錄3：求解溫度的迭代函數(shù)程序94-95

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