利用相变蓄冷材料回收LNG接收站气化过程冷能的工艺设计研究
发布时间：2021-06-08 05:18
LNG在气化过程中释放大量的冷能,充分利用这些冷能,将为LNG接收站,冷能用户和社会带来巨大的效益。然而,受到下游用户用气波动的影响,LNG接收站外输气化负荷频繁变化。夜间外输低谷时,LNG气化量很少,甚至停止气化。这使得LNG冷能利用装置可能会出现冷量中断而不能连续稳定运行的情况,影响项目的经济性。若仅仅以LNG接收站最小气化量时可提供的冷量作为冷能利用装置设计的依据,虽然可以保证冷能利用装置的稳定运行,却会限制了冷能利用装置产能的规模,并极大地浪费接收站外输高峰时的LNG冷能。为了解决这一问题,本文设计并研究利用相变蓄冷材料回收LNG接收站气化过程冷能的工艺。首先,利用Aspen Plus化工流程模拟软件,对由烷烃和醇类二元混合物组成的复合相变材料进行了物性研究,得到不同材料的共熔点及熔化焓。结合成本及安全性,将各种材料进行比较,得到了相关结论与用于LNG冷能回收相变材料的选择原则。针对不同的LNG冷能利用装置,建议使用不同的相变蓄冷材料。接着,设计了使用相变材料来蓄存LNG冷能并维持LNG冷能利用装置平稳运行的供蓄非同步相变蓄冷工艺流程、供蓄同步相变蓄冷工艺流程及两种流程所对应的...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LNG冷能利用工艺示意图
第一章 绪论湾方面，高雄的永安 LNG 接收站的冷能利用方式有空气分离、干冰制造冷却和低温海水养殖[31,32]。度方面，目前主要利用 LNG 冷能来提高燃气轮机的出力。2 LNG 冷能利用所面临的问题NG 冷能利用的开发，受到了 LNG 接收站再气化过程与下游装置冷能利用不同步的制约。LNG 接收站下游用户多种多样，有城市居民，工业燃料，峰电厂等。由于下游用户在不同时段，不同季节的用气量不同， LNG 接荷持续波动。一般情况下，LNG 接收站白天负荷相对较大，而夜间负荷较-2 和图 1-3 为南方某 LNG 接收站的外输负荷波动。
2.3.2 凝固曲线研究方法本文使用化工模拟软件 Aspen Plus 中的 Properties，来分析复合蓄冷材料组分不同比例下对应的物性，使用物性 TFREEZ（Freeze-out temperature of a component）作出烷烃、醇类的复合相变材料的凝固曲线，来求出复合相变材料的共熔点，确定复合相变材料的组分比例。由于在计算 TFREEZ 前，需要计算好混合物的固液平衡。因此，需要先设置好物性方法中求固体与液体逸度系数的路径（Routes）。具体做法为，在物性方法（Methods）下，新建一个路径（本文采用默认路径名 R-1），并选择要物性名称为固体逸度系数 PHIS（Solidpurecomponentfugacitycoefficient），并以 PHIS06 为路径基础，将液体逸度系数路径 PHIL 修改成以 Redlich-Kwong-UNIFAC 模型为基础的 PHIL20，如图 2-1 所示。在模拟前，将物性方法 UNIFAC 模型默认的固态逸度系数路径更改为优化后的物性路径，如图 2-2 所示，即可求出复合相变材料在某一组分比例下的凝固点[43]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]快速发展的中国LNG接收站建设[J]. 石油化工建设. 2016(03)
[2]三井化学乙烯装置利用LNG冷能实现节能[J]. 李雅丽. 石油化工技术与经济. 2015(04)
[3]降温过程中LNG板翅结构应力耦合模拟[J]. 麻宏强,陈杰,蔡伟华,郑文科,姚杨,姜益强. 哈尔滨工业大学学报. 2015(06)
[4]核能的公众接受度与影响因素分析[J]. 韩自强,顾林生. 中国人口·资源与环境. 2015(06)
[5]维持LNG冷能空分装置连续运行的方案研究[J]. 魏林瑞,江克忠,李亚军. 低温与超导. 2015(03)
[6]LNG冷能用于海水淡化技术研究与工程化设计[J]. 田堃,徐文东,梁嘉韵,李俊丽,熊凡凡. 煤气与热力. 2015(03)
[7]中国天然气对外依存度升至32.2%[J]. 天工. 天然气工业. 2015(02)
[8]相变蓄冷换热器的优化设计[J]. 莫冬传,吕树申,何振辉. 工程热物理学报. 2015(01)
[9]世界典型LNG接收站运营状况分析[J]. 叶锦业. 煤气与热力. 2014(07)
[10]基于液化天然气（LNG）接收站冷量的空分流程模拟研究[J]. 杨勇,陈贵军,王娟,杨翠翠. 节能. 2014(06)
博士论文
[1]液化天然气冷能利用技术研究及其过程分析[D]. 边海军.华南理工大学 2011
硕士论文
[1]LNG接收站输气负荷波动与冷能空分系统适配性研究[D]. 罗浩.华南理工大学 2015
[2]液化天然气冷能利用的研究[D]. 罗惠芳.华中科技大学 2011
[3]翅片管换热器传热特性的数值模拟研究[D]. 罗亮.中南大学 2010
[4]相变蓄能器的设计开发[D]. 邱天.浙江大学 2006
本文编号：3217780
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LNG冷能利用工艺示意图
第一章 绪论湾方面，高雄的永安 LNG 接收站的冷能利用方式有空气分离、干冰制造冷却和低温海水养殖[31,32]。度方面，目前主要利用 LNG 冷能来提高燃气轮机的出力。2 LNG 冷能利用所面临的问题NG 冷能利用的开发，受到了 LNG 接收站再气化过程与下游装置冷能利用不同步的制约。LNG 接收站下游用户多种多样，有城市居民，工业燃料，峰电厂等。由于下游用户在不同时段，不同季节的用气量不同， LNG 接荷持续波动。一般情况下，LNG 接收站白天负荷相对较大，而夜间负荷较-2 和图 1-3 为南方某 LNG 接收站的外输负荷波动。
2.3.2 凝固曲线研究方法本文使用化工模拟软件 Aspen Plus 中的 Properties，来分析复合蓄冷材料组分不同比例下对应的物性，使用物性 TFREEZ（Freeze-out temperature of a component）作出烷烃、醇类的复合相变材料的凝固曲线，来求出复合相变材料的共熔点，确定复合相变材料的组分比例。由于在计算 TFREEZ 前，需要计算好混合物的固液平衡。因此，需要先设置好物性方法中求固体与液体逸度系数的路径（Routes）。具体做法为，在物性方法（Methods）下，新建一个路径（本文采用默认路径名 R-1），并选择要物性名称为固体逸度系数 PHIS（Solidpurecomponentfugacitycoefficient），并以 PHIS06 为路径基础，将液体逸度系数路径 PHIL 修改成以 Redlich-Kwong-UNIFAC 模型为基础的 PHIL20，如图 2-1 所示。在模拟前，将物性方法 UNIFAC 模型默认的固态逸度系数路径更改为优化后的物性路径，如图 2-2 所示，即可求出复合相变材料在某一组分比例下的凝固点[43]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]快速发展的中国LNG接收站建设[J]. 石油化工建设. 2016(03)
[2]三井化学乙烯装置利用LNG冷能实现节能[J]. 李雅丽. 石油化工技术与经济. 2015(04)
[3]降温过程中LNG板翅结构应力耦合模拟[J]. 麻宏强,陈杰,蔡伟华,郑文科,姚杨,姜益强. 哈尔滨工业大学学报. 2015(06)
[4]核能的公众接受度与影响因素分析[J]. 韩自强,顾林生. 中国人口·资源与环境. 2015(06)
[5]维持LNG冷能空分装置连续运行的方案研究[J]. 魏林瑞,江克忠,李亚军. 低温与超导. 2015(03)
[6]LNG冷能用于海水淡化技术研究与工程化设计[J]. 田堃,徐文东,梁嘉韵,李俊丽,熊凡凡. 煤气与热力. 2015(03)
[7]中国天然气对外依存度升至32.2%[J]. 天工. 天然气工业. 2015(02)
[8]相变蓄冷换热器的优化设计[J]. 莫冬传,吕树申,何振辉. 工程热物理学报. 2015(01)
[9]世界典型LNG接收站运营状况分析[J]. 叶锦业. 煤气与热力. 2014(07)
[10]基于液化天然气（LNG）接收站冷量的空分流程模拟研究[J]. 杨勇,陈贵军,王娟,杨翠翠. 节能. 2014(06)
博士论文
[1]液化天然气冷能利用技术研究及其过程分析[D]. 边海军.华南理工大学 2011
硕士论文
[1]LNG接收站输气负荷波动与冷能空分系统适配性研究[D]. 罗浩.华南理工大学 2015
[2]液化天然气冷能利用的研究[D]. 罗惠芳.华中科技大学 2011
[3]翅片管换热器传热特性的数值模拟研究[D]. 罗亮.中南大学 2010
[4]相变蓄能器的设计开发[D]. 邱天.浙江大学 2006
本文编号：3217780
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3217780.html
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