丙烷預(yù)冷混合制冷劑循環(huán)液化天然氣熱力過程的數(shù)值模擬

【摘要】： 在我國日益發(fā)展壯大的天然氣行業(yè)中,液化天然氣作為一門新興的產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)揮著非常重要的作用。盡管國外天然氣液化技術(shù)已經(jīng)比較成熟,但考慮到當(dāng)前國內(nèi)外天然氣液化的研究現(xiàn)狀和行業(yè)實際需求,我國需要對液化天然氣技術(shù)開展進(jìn)一步的研究和探討。 本文概述了國內(nèi)外關(guān)于天然氣液化模擬的研究發(fā)展現(xiàn)狀,以及國外對模擬混合制冷劑循環(huán)天然氣液化流程的成功經(jīng)驗。根據(jù)天然氣液化流程的不同用途,闡述了國內(nèi)外常用的幾種天然氣液化流程并進(jìn)行了能耗的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,選擇了丙烷預(yù)冷混合制冷劑循環(huán)天然氣液化流程作為本文的研究對象。同時,本文通過了解國內(nèi)主要氣田的氣源組分情況,確定了研究中天然氣物性參數(shù)所用到的組成。 根據(jù)相平衡原理和焓、熵定義,由PR狀態(tài)方程計算了丙烷預(yù)冷混合制冷劑循環(huán)天然氣液化流程的相平衡,同時分別由LKP狀態(tài)方程和PR狀態(tài)方程計算了此流程的焓、熵值;根據(jù)已知的物性參數(shù)和相平衡、焓、熵的計算結(jié)果,建立了丙烷預(yù)冷混合制冷劑循環(huán)天然氣液化流程熱力過程模擬的數(shù)值模型,并對模型中的各個節(jié)點進(jìn)行計算求解,得到一定條件下液化流程中的混合制冷劑流量、壓縮機(jī)耗功等運行參數(shù),最后針對流程中壓力、溫度參數(shù)對液化流程的制冷性能影響進(jìn)行了分析討論。 本文采用Matlab語言編程對丙烷預(yù)冷混合制冷劑循環(huán)天然氣液化流程的熱力學(xué)模型進(jìn)行求解,建立了一套完善的求解程序,可以得到流程中各個節(jié)點的熱力學(xué)參數(shù)和重要運行參數(shù),以此對流程進(jìn)行更深入的了解。 本文的模擬研究結(jié)果,對研究混合制冷劑循環(huán)天然氣液化流程具有一定的理論指導(dǎo)意義和實用價值。 【關(guān)鍵詞】：液化天然氣 丙烷預(yù)冷混合制冷劑循環(huán) 熱力過程模擬
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TB64
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 物理量名稱及符號表6-10
• 第1章 緒論10-27
• 1.1 研究的目的和意義10-12
• 1.2 天然氣液化流程概述12-22
• 1.2.1 階式制冷循環(huán)工藝12-13
• 1.2.2 無預(yù)冷的混合制冷劑制冷循環(huán)工藝13-15
• 1.2.3 帶預(yù)冷的混合制冷劑制冷循環(huán)工藝15-17
• 1.2.4 膨脹制冷循環(huán)工藝17-19
• 1.2.5 各種流程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較19-20
• 1.2.6 基本負(fù)荷型天然氣液化裝置及流程選擇20-21
• 1.2.7 調(diào)峰型天然氣液化裝置及流程選擇21-22
• 1.3 國內(nèi)、外同類課題的研究現(xiàn)狀22-25
• 1.3.1 國外天然氣液化技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展22-24
• 1.3.2 國內(nèi)天然氣液化技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展24-25
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容25-27
• 第2章 氣樣收集及天然氣和制冷劑熱物性計算27-50
• 2.1 國內(nèi)主要天然氣田組分收集27-29
• 2.2 天然氣和制冷劑熱物性的計算29-49
• 2.2.1 天然氣和制冷劑熱物性的特點29-30
• 2.2.2 天然氣和制冷劑所需計算的熱物性參數(shù)30-31
• 2.2.3 天然氣和制冷劑的相平衡計算31-39
• 2.2.4 天然氣和制冷劑的焓、熵計算39-49
• 2.3 本章小結(jié)49-50
• 第3章 丙烷預(yù)冷混合制冷劑循環(huán)天然氣液化流程熱力過程數(shù)值模型的建立50-65
• 3.1 天然氣液化流程的選擇與分析50-52
• 3.2 壓縮機(jī)計算模型52-54
• 3.3 節(jié)流閥計算模型54-55
• 3.4 氣液分離器計算模型55-57
• 3.5 物流混合器計算模型57-58
• 3.6 多股流換熱器計算模型58-60
• 3.7 流程模擬的計算步驟60-63
• 3.8 本章小結(jié)63-65
• 第4章 丙烷預(yù)冷混合制冷劑循環(huán)天然氣液化流程熱力過程的計算及參數(shù)分析65-81
• 4.1 計算實例65-69
• 4.1.1 已知參數(shù)65-66
• 4.1.2 流程模擬的計算結(jié)果與驗證66-69
• 4.2 流程性能參數(shù)分析方法69-80
• 4.2.1 天然氣的壓力對流程性能的影響70-72
• 4.2.2 丙烷預(yù)冷后天然氣的溫度對流程性能的影響72-74
• 4.2.3 低壓制冷劑的壓力對流程性能的影響74-75
• 4.2.4 低壓制冷劑的溫度對流程性能的影響75-76
• 4.2.5 高壓制冷劑的壓力對流程性能的影響76-78
• 4.2.6 高壓制冷劑的溫度對流程性能的影響78-79
• 4.2.7 流程參數(shù)綜合影響分析79-80
• 4.3 本章小結(jié)80-81
• 結(jié)論81-83
• 參考文獻(xiàn)83-88
• 附錄188-90
• 附錄290-91
• 附錄391-92
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文92-94
• 致謝94

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