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HYSYS船用LNG气化系统方案的对比分析与优化(6)

时间:2022-09-18 16:43来源:毕业论文
目前,LNG 冷能发电技术较为成熟,实际应用中也是 LNG 冷能利用方法中使用 范围最广的方式。这其中又包括:利用 LNG 压力㶲的直接膨胀法,利用 LNG 温度

目前,LNG 冷能发电技术较为成熟,实际应用中也是 LNG 冷能利用方法中使用 范围最广的方式。这其中又包括:利用 LNG 压力㶲的直接膨胀法,利用 LNG 温度㶲 的低温朗肯循环法,以及以上两种技术综合使用的联合法。

1。3 研究目的与方法

本课题主要针对船用 LNG 气化系统中不同的的设计方案进行研究和对比分析, 并探讨气化系统结合冷能利用的方案,运用软件对典型系统在不同工况下的工作情况 进行对比分析,主要研究步骤和方法如下:

(1)对现有技术总结对比,定性分析各 LNG 气化系统的工作特点,结合文献, 选取合适的热力学状态方程。

(2)建立中间介质式再气化系统模型,利用系统模拟和软件的分析,完成再气 化系统中间介质的优选;在此基础上展开系统工作过程中 LNG 气化压力、LNG 气化 器出口天然气温度等各因素对系统的影响分析。

(3)运用 HYSYS 软件,建立基于低温朗肯循环的冷能利用式再气化系统方案 模型,围绕我国三大海域的海水水温条件以及输气压力需求,模拟分析再气化系统冷 能利用情况,并就经济收益做简要计算。

第二章 LNG 气化系统及模拟方法

2。1 LNG 气化系统介绍

LNG 气化系统主要包含气化器、蒸发器、冷凝器、海水泵、介质泵、LNG 高压 泵等设备。作为 LNG 再气化系统的关键部分,气化器的性能特性决定了系统的作业 效果。目前工程常用的 LNG 气化器主要有:浸没燃烧式气化器(简称 SCV);开架式气 化器(简称 ORV);中间介质式气化器(简称 IFV);空温式气化器(简称 AAV)。

浸没燃烧式气化器(SCV)是一种燃烧加热式气化器,图 2-1 为其结构简图。它主 要包括燃料气供给系统、水下燃烧器、蛇形盘管换热管束、高温燃气分布器、水箱等。 SCV 利用 LNG 作为燃料,与气体充分混合后在水底燃烧炉中充分燃烧,高温燃烧气 由水底气体分布器喷入水箱,在与水混合的过程中迅速将其加热。LNG 由蛇形盘管 换热管束下端进入 SCV,与经高温燃烧气扰动的水进行换热、气化为 NG,在盘管上 端汇聚,外输进入管网。

图 2-1 SCV 原理简图

开架式气化器(ORV)以海水为热源,加热 LNG 使其气化,图 2-2 为 ORV 原理 简图。它主要包括海水喷淋系统和 LNG 换热系统,LNG 由底部的供应管道进入 ORV, 在换热管束中均分进入各管道,气化后经 ORV 上部的 NG 汇聚管流出进入后道工序。 海水由 ORV 上端进入,经分布器后顺着 LNG 换热管自上向下流动,与 LNG 形成错 流,以增大换热效率。ORV 每排约有数百根换热管,通常 3 至 8 排为一个单元,上 下两端分别与集气管和集液管焊接。ORV 设备中大部分构件使用铝合金,因其具有 良好的韧性,且导热系数较高。

图 2-2 ORV 原理简图

空温式气化器以环境空气为热源,加热气化LNG。空温式气化器主要包括换热管、 压力调节装置和液位显示系统。换热管主要传热性能较高的低温铝合金纵向翅片管, 横截面一般为星型翅片,具体结构如图2-3所示。每根换热管分为蒸发段和过热段, 蒸发段吸收管外空气的热量将LNG气化,过热段将NG进一步加热,提高NG的出口温 度以满足管网的输配要求。

图 2-3 AAV 换热管结构简图

中间介质型气化器利用中间介质冷凝放出的热量将LNG气化。它组合了三个壳管 式换热器,内部换热过程可分为三段:介质气化段、LNG气化段和NG加热段,如图 2-4所示。海水由IFV右侧进入,先在NG加热段加热NG,使其达到外输管网要求;然

后海水进入中间介质气化段,与中间介质换热,使其气化,最后海水由IFV左侧流出; 同时中间介质蒸汽上浮至LNG气化段,通过换热管与管中的LNG换热,中间介质冷凝 放热,气化LNG,而中间介质凝结成液滴,回落至中间介质气化段。 HYSYS船用LNG气化系统方案的对比分析与优化(6):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_99579.html

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