LNG卫星站工艺及关键设备研究

发布时间：2017-10-19 16:23

  本文关键词：LNG卫星站工艺及关键设备研究

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【摘要】：随着天然气的普遍应用,LNG (liquefied natural gas液化天然气,简称LNG)卫星站被越来越广泛的应用。LNG卫星站以其建站规模小、投资少的特点,与输气管道相互配合解决城市调峰问题。但是目前对于LNG卫星站的工艺研究仍然不完善,因此对LNG卫星站的工艺展开研究,主要包括BOG (boil-off gas蒸发气体,简称BOG)的处理、储罐自增压工艺的传热传质及空温式汽化器的传热传质。首先采用特定的混合规则对天然气的热物理性质进行拟合计算,包括天然气及液化天然气的密度、比焓、比热容、汽化热、粘度和导热系数,为后面的编程计算提供理论基础。其次,对LNG卫星站的BOG处理工艺进行优选,提出两种BOG处理工艺,包括直接压缩工艺和再冷凝工艺,比较了两种工艺在不同状况下的功率能耗,包括不同外输量、不同外输压力、不同储存压力及不同BOG处理量,优选出适合LNG卫星站的BOG处理工艺。然后,建立了储罐自增压过程的传热模型,利用编程的方法对模型进行求解,计算得到了储罐增压所需的时间,并分析影响储罐增压的因素,包括储罐充装率和储罐初始压力,为储罐的实际运行提供理论指导。最后,建立了空温式汽化器的传热传质模型,利用编程的方法对模型进行求解,得到空温式汽化器翅片管的长度,验证了模型的可靠性,同时得到了传热传质规律,分析了影响空温式汽化器传热的因素,包括空气温度、翅片高度、翅片个数和LNG汽化量,为空温式汽化器的运行及设计建造提供了理论依据。
【关键词】：工艺优选 传热模型 运行参数影响分析 储罐自增压 LNG卫星站
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE97
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.1.1 研究背景8-9
• 1.1.2 研究意义9
• 1.2 国内外研究现状9-14
• 1.2.1 BOG处理工艺研究现状9-10
• 1.2.2 自增压工艺研究现状10-12
• 1.2.3 空温式汽化器研究现状12-14
• 1.2.4 存在问题14
• 1.3 主要研究内容及技术路线14-16
• 1.3.1 研究内容14-15
• 1.3.2 技术路线15-16
• 第2章 天然气及LNG热物理性质16-30
• 2.1 泡点及露点的计算16-17
• 2.2 气态天然气的热物理性质17-22
• 2.2.1 密度17-20
• 2.2.2 定压比热20
• 2.2.3 比焓20-21
• 2.2.4 动力粘度21-22
• 2.2.5 导热系数22
• 2.3 LNG的热物理性质22-25
• 2.3.1 密度22
• 2.3.2 比焓22
• 2.3.3 定压比热22-23
• 2.3.4 汽化潜热23
• 2.3.5 动力粘度23-25
• 2.3.6 导热系数25
• 2.4 湿空气的热物理性质25-29
• 2.4.1 干空气的热物理性质25-26
• 2.4.2 水蒸气的热物理性质26
• 2.4.3 湿空气的热物理性质26-29
• 2.5 小结29-30
• 第3章 基于能耗分析的LNG卫星站工艺优选30-41
• 3.1 LNG卫星站工艺及设备30-32
• 3.1.1 LNG卫星站工艺系统30-31
• 3.1.2 LNG卫星站主要设备31-32
• 3.2 LNG卫星站工艺对比与选择32-40
• 3.2.1 LNG卫星站工艺32-33
• 3.2.2 LNG卫星站工艺模拟33-34
• 3.2.3 不同条件下两种工艺能耗对比34-37
• 3.2.4 案例计算和分析37-40
• 3.3 小结40-41
• 第4章 储罐自增压工艺研究41-60
• 4.1 储罐自增压工艺简介41
• 4.2 自增压工艺过程的传热分析及数学模型41-53
• 4.2.1 自增压过程的传热分析41-42
• 4.2.2 自增压过程的数学模型42-46
• 4.2.3 储罐尺寸计算46
• 4.2.4 方程离散46-48
• 4.2.5 边界条件48
• 4.2.6 计算框图48-49
• 4.2.7 编程中的反推问题49-53
• 4.3 案例计算和分析53-59
• 4.3.1 基础参数53-54
• 4.3.2 计算结果及分析54-58
• 4.3.3 不同因素对增压时间的影响58-59
• 4.4 小结59-60
• 第5章 空温式汽化器研究60-87
• 5.1 空温式汽化器简介60
• 5.2 空温式汽化器传热传质过程分析60-62
• 5.2.1 单相气/液相区的传热传质分析61
• 5.2.2 气液两相区(沸腾)的传热传质分析61-62
• 5.3 空温式汽化器传热传质数学模型62-64
• 5.3.1 单相区63-64
• 5.3.2 两相区64
• 5.3.3 边界条件64
• 5.4 空温式汽化器传热传质数学模型求解64-79
• 5.4.1 方程离散64-65
• 5.4.2 公式参数求解65-68
• 5.4.3 计算框图68-71
• 5.4.4 案例计算和分析71-79
• 5.5 不同因素对传热效果分析79-86
• 5.5.1 空气温度对传热的影响80-81
• 5.5.2 翅片高度对传热的影响81-83
• 5.5.3 翅片个数对传热的影响83-84
• 5.5.4 LNG汽化量对传热的影响84-86
• 5.5.5 结论86
• 5.6 小结86-87
• 第6章 结论及建议87-88
• 6.1 结论87
• 6.2 建议87-88
• 致谢88-89
• 参考文献89-93
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果93-94
• 附录Ⅰ94-98
• 附录Ⅱ98-103

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