几种国外新型的小型天然气液化流程分析

液化流程的设计是小型天然气液化装置开发研制的关键。文中介绍了国外天然气液化装置研究机构和设计制造公司所提出的几种小型天然气液化流程,阐述和分析了其液化方法和特点,指出国外小型天然气液化流程制冷主要采用了天然气膨胀循环,制冷剂膨胀循环和混合制冷剂循环;其液化装置采取了模块化定制成撬块的思路,并且考虑了环保性。认为膨胀制冷方法在小型天然气液化流程中将得到广泛的应用。     

混合制冷剂循环液化天然气流程的优化分析

在液化天然气流程中,混合制冷剂循环液化天然气流程由于其机组设备少、流程简单、管理方便等优点而备受国内外关注。本文对两种混合制冷剂循环液化天然气流程分别以流程中压缩机耗功最小、压缩机耗功与丙烷预冷量之和最小为目标函数进行优化,得到了最优流程参数及相应的流程性能参数;并对计算结果进行分析。     

节流阀后压力变化对液化系统参数的影响

天然气液化系统的工作参数主要是借助节流阀来调节的。针对丙烷预冷混合制冷剂循环,借助过程模拟软件HYSYS,计算了液化系统各节点的状态参数。在天然气进口状态不变的情况下,以节流阀后压力为自变量,对预冷循环流程、混合制冷循环流程、天然气液化流程三部分进行了稳态分析。结果表明:预冷节流阀的调节可以控制预冷循环与主冷循环分别承担的负荷,随着预冷节流阀后压力的升高,预冷压缩机功耗降低,主冷压缩机功耗升高;升高主冷循环中节流阀后压力可降低主冷功耗。在主冷制冷循环中,一级节流与二级节流之间温度与阀后压力有关,二级节流后温度存在极值点。当天然气出口节流阀后压力升高时,液化率也会升高。     

利用天然气管网压力能的小型液化流程设计

针对城市天然气高中压管网调压站的压力能回收利用,综合考虑LNG储运过程中广泛面临的BOG(Boiloff gas)问题,提出了一种结合混合工质循环、利用天然气压力能生产高品质LNG的小型液化流程。研究分析了预冷温度、动部件效率、低温换热器性能及液化天然气温度对流程天然气液化比的影响,优化的流程结果参数表明,当所得液化天然气储存在4bar,-160℃时,流入系统18.26%的天然气可被液化,其余部分外输中压管网;提出了在LNG买卖市场中根据LNG品质议价的建议,以从根本上减少LNG储运、装卸及使用过程的BOG排放量,进而减少经济损失与能源浪费。该流程可应用于城市燃气调峰,也可进行二次销售,具有较好实用性和经济性。     

煤制天然气液化流程初步研究

鉴于煤炭清洁利用的必要性以及国内天然气供不应求的格局,煤制天然气(SNG)具有了一定的发展空间。以液化的方式储运煤制天然气是应对我国特殊的天然气市场结构的较好选择。而由于煤制天然气与常规天然气不同的组成,特别是氢气的存在,需要为其设计专门的液化流程。为了给流程的设计提供参考,在HYSYS软件上模拟分析了常规天然气液化流程(氮气膨胀流程和混合制冷剂流程)用于液化煤制天然气的可行性及其特点,发现常规天然气液化流程可以用于液化煤制天然气,只是流程的单位能耗稍有增加。另外,还通过模拟分析了精馏分离氢气对液化流程所产生的影响。     

膨胀机液化流程中的冷剂配比及性能优化

小型天然气液化装置具有结构紧凑、投资少、操作简单等优点。采用化工软件HYSYS对氮气膨胀流程、丙烷预冷氮气膨胀流程和丙烷预冷N2-CH4膨胀流程进行模拟,以比功耗为目标函数,对液化流程的关键参数以及制冷剂组分进行优化,发现由于N2和CH4的比热容Cp、绝热指数k不同,使得N2与CH4之间存在最优配比。结果表明,优化后的丙烷预冷膨胀液化流程比功耗要比传统氮气膨胀液化流程要少22.7%。制冷剂在循环过程中均处于气相,受外部环境影响较小,因此优化后的N2-CH4膨胀流程在我国小型零散天然气市场具有良好的前景。     

小型天然气液化流程模拟与设计

针对低压天然气特点,设计了3套天然气闭式膨胀液化流程,选择PR(Peng-Robinson)方程进行混合物的相平衡计算,采用化工模拟软件PRO/Ⅱ进行了模拟计算;分析比较了不同液化流程的关键热力学参数,并进行了关键设备的可行性分析。结果表明:丙烷预冷双级天然气膨胀液化流程的比功耗比无预冷单级天然气膨胀液化流程、无预冷双级天然气膨胀液化流程低,液化率高,而且设备均可实现。综合分析结果,选用了丙烷预冷双级天然气膨胀液化流程。并指出天然气节流前温度越低,其液化率越高,比功耗越小。天然气膨胀比越高,液化率越高。     

无回热混合制冷剂循环(MRC)液化天然气流程的系统模拟

针对混合制冷循环液化天然气流程的热力学研究进行流程的系统模拟。系统介绍了第一个多股换热器前高低压制冷剂之间不进行回热的典型混合制冷循环液化天然气流程的计算方法;指出了进行此类流程计算时应注意的事项:针对特定的参数进行了全流程的模拟,得到了流程各节点压力、温度、焓、熵、汽液两相流量、总流量、汽液两相摩尔分率;同时得到了流程中压缩机耗功、丙烷预冷量、制冷剂流量、各换热器的换热量等表示流程性能的参数     

泰安深燃天然气液化工艺研究

首先简单介绍国内外LNG生产及发展概况,根据目前较成熟的LNG液化工艺突出介绍了泰安深燃LNG项目液化工艺的选择,从工艺、流程及特点方面详细分析了泰安深燃在天然气净化、液化方面的技术,最后对比目前国内LNG工厂液化流程的优缺点,得出泰安深燃天然气液化工艺可行性结论。泰安深燃LNG项目是目前国内第一套投产的全部国产化设备的液化天然气生产装置,在天然气液化工艺方面成功运行的经验介绍,将对未来建设同类LNG生产装置具有一定的借鉴作用。     

小型可移动式天然气液化流程的设计

小型可移动式天然气液化装置是解决常规天然气田中小型气田和非常规天然气田开采问题的有效途径。该文利用HYSYS软件建立了空气膨胀式天然气液化流程,并对流程中各点参数进行了设计,其中针对初压较低的天然气,从天然气高压下小温差换热节能和天然气增压耗功耦合的角度探讨了液化压力大小的设定。结果发现:存在最佳液化压力使流程的比功耗最小,利用冷热复合曲线可以很直观地判定流程的合理性。     

深燃LNG工艺低温绝热技术应用

分析了深燃LNG工艺低温绝热技术的应用情况,并就LNG工厂中使用的几种低温绝热材料及结构型式作了介绍,对今后LNG工艺设计具有一定参考作用。     

SMR型LNG装置入口节流负荷调节特性的模拟研究

SMR液化工艺在小型LNG工厂中得到广泛应用,由于LNG工厂经常运行于非设计工况下,因此负荷调节方法及调节特性十分重要。文中将基于HYSYS的工艺流程模拟与离心式压缩机性能仿真相结合,建立了SMR装置的变工况数学模型及工艺模拟方法,并对采用压缩机入口节流方法调节负荷时的调节特性进行了模拟研究。结果表明,在60%～100%负荷范围内,入口节流方式进行负荷调节有很好的效率,但当负荷降至50%以下时,调节效率会下降。采用入口节流调节负荷时应协调节流压力与冷剂循环量,并优先满足压缩机高效工作的要求。文中的模拟方法及结果对LNG装置的操作运行及设计有理论上的指导意义。     

LNG调峰装置工艺技术及对比研究

介绍了某燃气公司LNG调峰装置的工艺流程,着重对LNG调峰装置在天然气预处理、液化、制冷循环方面进行了详细说明,并与国内已建成LNG装置的液化工艺进行了对比,分析了各个液化工艺的特点和适用范围,提出了基本负荷型天然气液化装置和调峰型天然气液化装置工艺流程的选择原则,为以后LNG装置的建设和发展提供了技术参考.     

3S技术在天然气液化中的应用初探

通过建立低温下3S分离器的一维稳定流动数学模型,对采用3S分离器的天然气液化流程进行了探索性的理论研究。结果表明采用3S分离器的液化技术效率远高于J-T阀,其液化率与采用膨胀机相当,由于3S分离器不仅可带液工作,且无运动件,在小型天然气液化装置中有广阔的应用前景,但需解决一系列技术问题。     

液化天然气(LNG)冷藏车冷量回收换热器的设计

液化天然气(LNG)用做优质"绿色"汽车燃料的同时,还具有大量的冷能,该冷能可回收用于冷藏车制冷,LNG冷藏车是一种节能环保型汽车。在LNG冷藏车冷量回收系统中,传统的方式是将LNG在换热器中直接气化,并向空气释放冷量,但这种方式中的换热器表面易结霜,对其性能造成很大危害。文中提出了采用热管技术回收LNG冷量并用于冷藏车制冷的方法;设计了新型的热管式LNG冷量回收换热器,该新型换热器具有高效、紧凑等特点。     

一种利用LNG冷能的空气分离装置新流程

本文介绍了一种利用LNG冷能的空分装置新流程,其特征在于采用了由LNG冷能冷却的氮气内循环和氮气外循环低温压缩节流制冷系统、LNG的余冷冷却的氟里昂为载冷剂的压缩空气冷却系统和两段式LNG与循环氮气的热交换器。对不同工况的计算结果显示,生产每公斤液氧的能耗比不用LNG法节电60％-73.5％,理论上的节能效果优于在查阅文献和专利的其它方案。     

兰州燃气LNG调峰装置技术分析

JA工艺流程和设备方面详细分析了兰州燃气LNG调峰装置主工艺区各个单元包括预处理单元、液化单元、冷剂补充单元、蒸发气单元、储存单元、火炬单元及公用工程、仪表自控方面的技术特点,给出了主要设备的技术参数,总结了其在工艺和主要设备选择上的优越性.实际运行表明,兰州燃气LNG调峰装置在技术和经济上是非常可行的.     

LNG装置部分负荷下动态特性的仿真研究

天然气MRC液化装置的动态运行特性对其设计和操作运行有指导意义.MRC系统的动态特性主要取决于循环工况和离心机组运行工况的匹配.采用HYSYS软件建立了液化工艺模型,采用相似准则和工作特性曲线对离心机组的运行工况进行模拟计算.其中特性曲线采用描点并插值查表法进行计算.对部分负荷下液化单元的动态特性进行了仿真研究.在同样...     

LNG冷能用于CO_2跨临界朗肯循环和CO_2液化回收

提出了一种利用LNG冷能的新方案。一方面,采用CO2作为工质,利用燃气轮机的排放废气作为高温热源和LNG作为低温冷源来实现CO2的跨临界朗肯循环。由于高低温热源温差较大,循环能够顺利进行;另一方面,从燃气轮机排放的CO2废气在朗肯循环中放出热量后经LNG进一步冷却成液态产品。这样,不但利用了LNG冷能,而且天然气燃烧生成的大部分CO2也得以回收。计算分析了相关参数对跨临界循环特性的影响,包括循环最高温度和压力对系统的比功和火用效率的影响,并分析了回收的液态CO2的质量流量的变化情况。结果表明,这种新的LNG冷能利用方案是一种环境友好的高效方案。