混合制冷剂循环液化天然气流程(火用)分析

带丙烷预冷的混合制冷剂循环液化天然气流程具有高效及流程相对简单的优点.本文在对流程进行热力学分析的基础上,对流程进行(火用)分析.计算了流程中各设备的(火用)损失,计算结果表明,压缩机的(火用)损失约占整个流程(火用)损失的50%,换热器的(火用)损失约占总(火用)损失的26%.本文还分析了产生(火用)损失的原因,提出降低(火用)损失的措施.     

氢液化技术研究进展及能耗分析

氢能是一种新型清洁无污染的二次能源,是我国能源结构调整中不可缺少的组成部分。在氢能的应用中,液氢具有较高的体积与质量存储密度,适合大规模运输及应用,能够显著降低市场化应用的成本。着重分析了氢液化技术的研究进展以及国际上的液氢研究项目:日本WE-NET (World Energy Network)及欧洲IDEALHY (Integrated Design for Efficient Advanced Liquefaction of Hydrogen)。从压缩能耗、液化能耗、运输能耗、总能耗四个方面进行高压氢与液氢的能耗对比,分析结果表明,对于液氢的运输能耗随里程增加缓慢,高压气氢的运输能耗随里程增加成直线上升;运输里程在约500 km时,液氢的总能耗将低于高压气氢,液化能耗在总能耗中占的比例减少。总结了目前氢液化过程相关技术的研究热点跟难点,并对未来液氢的大规模应用进行展望。     

合成天然气液化精馏脱氢流程及其性能优化

合成天然气(Synthetic Natural Gas,SNG)中含有的少量氢组分会对SNG的热物性造成显著影响,进而对SNG的液化流程及储运设备等提出了较高的要求。因此,本文针对低含氢量(摩尔组分小于5%)的含氢合成气提出了液化精馏脱氢联合流程,并基于Aspen-HYSYS V7.2进行了流程优化模拟。结果显示,该流程可得到摩尔含氢量小于等于0.01%的高纯度液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)产品,同时,通过整合液化流程和精馏脱氢过程的能量利用,液化精馏脱氢联合流程的单位能耗较液化闪蒸脱氢流程降低了10%。     

合成天然气液化精馏脱氢流程及其性能优化EI北大核心CSCD

合成天然气(Synthetic Natural Gas,SNG)中含有的少量氢组分会对SNG的热物性造成显著影响,进而对SNG的液化流程及储运设备等提出了较高的要求。因此,本文针对低含氢量(摩尔组分小于5%)的含氢合成气提出了液化精馏脱氢联合流程,并基于Aspen-HYSYS V7.2进行了流程优化模拟。结果显示,该流程可得到摩尔含氢量小于等于0.01%的高纯度液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)产品,同时,通过整合液化流程和精馏脱氢过程的能量利用,液化精馏脱氢联合流程的单位能耗较液化闪蒸脱氢流程降低了10%。     

带膨胀机液化流程优化及膨胀机关键运行参数研究分析

带膨胀机液化流程由于流程简单、安全性高等优点,在小型边际气田以及FPSO-LNG具有广阔的市场前景。对传统氮气膨胀液化流程进行创新与优化,以提高能量利用效率,是液化流程研究的关键点。采用HYSYS软件以比功耗作为目标函数,对不同带膨胀机液化流程中膨胀机的关键运行参数进行优化研究,给出不同膨胀机液化流程中膨胀机的关键运行参数对流程性能的影响。研究结果表明,在换热器压力承受范围内提高膨胀机的出口压力对于降低能耗具有显著作用,合理选取双循环膨胀流程中的制冷剂有益于节能。     

中冷回热布雷顿热电联产装置的(火用)性能优化

建立了变温热源内可逆中冷回热布雷顿热电联产装置模型,基于(火用)分析的观点,用有限时间热力学理论和方法研究了装置的性能,导出了无量纲(火用)输出率和(火用)效率的解析式.对热导率的分配、中间压比的选取进行了优化,得到了最大(火用)输出率及相应的(火用)效率和最大(火用)效率及相应的(火用)输出率,进一步对总压比进行优化...     

内可逆回热式燃气轮机热电联产装置的(火用)经济性能优化

应用有限时间热力学方法,研究了恒温热源条件下内可逆回热式燃气轮机热电联产装置的(火用)经济性能,导出了利润率及(火用)效率的解析式.利用数值计算方法,以利润率为目标,对热导率的分配和压比的选取进行了优化,研究了最优利润率及相应(火用)效率特性,并分析了各种联产设计参数对联产优化性能的影响.改进了以往文献中热量(火用)的计算方法,发现了存在最佳的用户侧温度.     

利用液氮冷能的小型天然气液化流程

为了简化小型天然气液化流程中的制冷装置,增加产品的收益率,设计了一种利用液氮冷能且带精馏的天然气液化流程,在得到液化天然气(LNG)的同时得到液化石油气(LPG)。采用HYSYS软件对流程进行模拟,选取P-R方程计算天然气气液相平衡特性,以生产单位质量的LNG耗功最小为目标函数进行优化,得到了关键节点参数,主要分析了塔内工作状况和换热器管路的热负荷分布情况。结果表明:塔的操作压力对产品纯度影响很大,换热器过大的温差和负荷造成了主要的火用损失,LNG回收率大于90%。     

LNG船BOG再液化工艺影响因素分析

BOG是液化天然气(LNG)在运输过程中蒸发出的气体,采用HYSYS对LNG船氮气制冷BOG再液化工艺进行了模拟。以BOG再液化率及制冷系数为流程性能评价指标,分析了制冷剂流量、BOG压缩机出口压力PS1、BOG换热后N2温度TS12对其影响,得到优化的操作条件为:制冷剂流量为4.3kg.s-1,PS1为0.45MPa,TS12为-136℃,此时,BOG再液化率为82.44%,BOG再液化循环制冷系数εBOG为3.13,N2循环制冷系数εN2为1.36。在以上参数确定的情况下,借助拉格朗日-拟牛顿法,以功耗为目标函数,对N2制冷循环三级压缩机组进行优化,得到最小功耗为821.47kW。     

MFC液化流程的分析和优化

MFC为适用于大型LNG工厂的三阶液化流程,运行时功耗较高。因此流程任何的性能提升都能够明显降低功耗。使用HYSYS软件对MFC流程进行模拟和分析。对预冷、液化、过冷循环中制冷剂组分进行了敏感性分析,给出MFC流程中每阶循环中各组分对流程性能的影响。将MATLAB优秀的数值计算能力和友好界面等特点与HYSYS强大的物性包相结合,使用遗传算法对MFC液化流程进行全局优化,优化后流程比功耗降低为4.685k Wh/kmol。基于优化结果对流程中的主要设备进行分析,同时给出进一步降低损失的建议。