小型氮?dú)馀蛎浱烊粴庖夯鞒虜?shù)值模擬及增壓透平膨脹機(jī)的設(shè)計(jì)

【摘要】： 液化天然氣(LNG)在天然氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸方面都具有十分明顯的優(yōu)勢(shì),而我國(guó)的天然氣液化技術(shù)是一項(xiàng)新興的技術(shù),正在迅猛發(fā)展,但與國(guó)外天然氣液化技術(shù)相比,國(guó)內(nèi)天然氣液化技術(shù)起步較晚,差距很大。尤其是我國(guó)存在許多零散的天然氣資源,由于各種條件的限制,這些資源沒(méi)有得到開(kāi)發(fā)或利用,小型液化天然氣裝置研制的目的正是為了開(kāi)發(fā)和利用邊遠(yuǎn)地區(qū)零散天然氣資源,使這些無(wú)法開(kāi)發(fā)利用的天然氣資源優(yōu)勢(shì)真正轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。本文從熱力學(xué)角度出發(fā),對(duì)小型氮?dú)馀蛎浱烊粴庖夯鞒棠M與優(yōu)化進(jìn)行了詳細(xì)的研究。 本文首先論述了國(guó)內(nèi)外天然氣液化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),闡述了液化技術(shù)原理,并通過(guò)各地天然氣液化工廠的不同液化技術(shù)的比較,給出了液化流程的選擇原則;確定了以P-R方程作為計(jì)算天然氣液化相平衡的基礎(chǔ)模型,并對(duì)液化流程中的設(shè)備(壓縮機(jī)、膨脹機(jī)和節(jié)流閥、多股流換熱器)建立了數(shù)學(xué)模型;結(jié)合氣源特點(diǎn),擬選出三套小型氮膨脹天然氣液化流程,并在前兩步的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了全流程的模擬和分析,最終確定采用丙烷預(yù)冷的單級(jí)氮?dú)馀蛎浱烊粴庖夯鞒獭? 本文對(duì)丙烷預(yù)冷的單級(jí)氮?dú)馀蛎浱烊粴庖夯鞒踢M(jìn)行了熱力學(xué)分析,重點(diǎn)分析天然氣的壓力、天然氣的溫度、天然氣中甲烷含量、增壓透平膨脹機(jī)入口壓力、入口溫度、出口壓力、儲(chǔ)存壓力對(duì)流程參數(shù)的影響;并在此基礎(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。 本文還對(duì)氮?dú)馀蛎浱烊粴庖夯鞒讨械闹匾O(shè)備增壓透平膨脹機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算及其通流部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),得出了各部分的熱力參數(shù)及結(jié)構(gòu)尺寸,并針對(duì)導(dǎo)流器設(shè)計(jì)不成熟的原因,在此基礎(chǔ)上對(duì)導(dǎo)流器進(jìn)行了數(shù)值模擬,得出了其壓力、溫度及速度的分布。由此可見(jiàn)膨脹機(jī)的設(shè)計(jì)還是比較成功的。 【關(guān)鍵詞】：液化天然氣 模擬 膨脹機(jī)循環(huán) 熱力學(xué)分析 透平膨脹機(jī)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TE646
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外天然氣液化技術(shù)研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 國(guó)外在該方向上的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)在該方向上的研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容17-18
• 第2章 帶膨脹機(jī)的天然氣液化流程的模擬18-34
• 2.1 液化流程中設(shè)備的熱力學(xué)模擬19-23
• 2.1.1 壓縮機(jī)壓縮過(guò)程的熱力學(xué)模擬19-20
• 2.1.2 膨脹機(jī)和節(jié)流閥膨脹過(guò)程的熱力學(xué)模擬20-22
• 2.1.3 多股流換熱器換熱過(guò)程的熱力學(xué)模擬22-23
• 2.2 小型氮膨脹天然氣液化流程的模擬分析及選擇23-32
• 2.2.1 模擬的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)24-25
• 2.2.2 流程的模擬及分析25-32
• 2.3 本章小結(jié)32-34
• 第3章 丙烷預(yù)冷的單級(jí)氮?dú)馀蛎浱烊粴庖夯鞒虩崃W(xué)分析及優(yōu)化34-57
• 3.1 流程性能參數(shù)34-37
• 3.2 流程參數(shù)影響分析37-55
• 3.3 流程優(yōu)化分析55-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 第4章 增壓透平膨脹機(jī)的設(shè)計(jì)57-64
• 4.1 增壓透平膨脹機(jī)的工作過(guò)程57-58
• 4.2 熱力計(jì)算及通流部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)58-60
• 4.2.1 膨脹端的設(shè)計(jì)58-60
• 4.3 導(dǎo)流器的數(shù)值模擬60-63
• 4.4 計(jì)算結(jié)果與模擬結(jié)果的比較及分析63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文70-73
• 致謝73

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