管输工况对LNG冷能梯级利用效益的影响

为了拓宽LNG冷能利用厂的选址范围,实现LNG管道输送与冷能利用的协同耦合,对LNG管输与冷能梯级利用工艺流程进行模拟计算。基于化工过程模拟软件HYSYS,建立了LNG过冷态管输与冷能梯级利用的耦合模型。利用PR方程的相平衡计算能力,分析了一定输量下管径与保冷层厚度对冷态输送距离、建设费用的影响,研究了管输距离对冷能梯级利用的经济性影响。结果表明:在一定输量下,以压降为LNG气化主要影响因素的小管径输送工艺方案,其输送距离短、单位管长的造价低,提高保冷等级对其输送距离不会产生显著影响;以LNG潜热为主要冷源的第1级冷能利用工艺,其经济性对输送距离最为敏感,且随着转输距离的增加,其经济效益降低。     

利用LNG梯级冷能的冷库系统构建与载冷剂选择

分析了LNG冷能的梯级利用方式,对LNG冷能冷库系统从工艺角度进行设备、流程的研究,并作载冷剂选择.以LNG冷能评价分析指标,对某小型LNG冷能利用项目进行了经济性计算.结果表明：与常规电动压缩式冷库相比,在考虑设备造价与折旧率的情况下,以运行费用减少折算的冷库系统投资回收期仅为1.11年.因此,LNG冷能的第三级用于低温冷库是合理的冷能利用方式,既可以简化冷库系统的结构,减少设备投资费用,又能回收大量的LNG冷能,明显降低冷库运行的电耗,具有较高的节能经济性.     

LNG冷能利用方式分类及其工艺流程

LNG是一种低温、热值高的不可再生能源,在LNG气化使用过程中会释放丰富的冷能,若能有效加以利用,会带来极大的经济效益与环保价值。目前,LNG冷能的利用方式种类繁多,工艺流程复杂,不利于实际项目对LNG冷能利用方案的选择。在分析国内外LNG冷能利用方式与工艺流程的基础上,按照冷能利用原理的不同,将LNG冷能利用方式划分为3种:转换能源形式、单一换热及伴随热质交换。对这3种LNG冷能利用方式的基本原理与工艺流程进行总结分析,以便于实际LNG冷能利用项目选择适合的冷能利用方式。此外,对目前LNG冷能的综合梯级利用方案进行了归纳总结,为LNG冷能的合理梯级利用提供了参考。     

LNG冷能发电梯级利用法的优化

以最经济的方式充分回收利用LNG冷能是目前各LNG接收站所面临的重要问题。结合热力学原理和国内外应用实例,重点分析了有机朗肯循环法中冷能利用效率的影响因素,提出了循环工质的选择原则;对单一工质和混合工质进行对比,分析了压力对LNG冷能回收的影响,给出了多级串联分段梯级和多级复合梯级利用的循环系统优化方案。以广西LNG接收站为例,结合当地LNG市场实际状况,分析得出LNG冷能发电配套冷能加海水制冰方案是适合广西LNG接收站的最优方案,为广西LNG项目冷能利用指明了方向,同时对南方其他沿海LNG接收站冷能利用具有一定指导意义。     

LNG冷能及其利用

随着我国开始进口LNG及各地开始兴建LNG接收站,LNG具有的冷能已逐渐被认识和利用。介绍了LNG冷能的概念及其特点,概述了现有LNG冷能利用的几种方式。将LNG与其它常用的制冷剂进行了比较,结果表明,LNG冷能的应用领域广泛,具有较高的节能经济性。     

液化天然气管道输送工艺参数的计算

LNG在管道输送过程中的物性参数可以通过LKP方程及其关联式确定,Lee-Kesler分别应用氩和正辛烷的实验数据拟合确定了该方程简单流体和参考流体的常数项。分别给出了用对比密度表示的LKP方程表达式和LNG混合物粘度的计算公式,利用对比态原理(CSP)计算比定压热容的表达式。利用"过冷"态原理进行无气化LNG管道输送工艺参数的计算,给出了管道水力、热力参数和保冷层厚度的计算方法。以大连LNG接收站为例,对1条长6 km、高程差48.5 m管道的运行参数进行计算,求得管道压降为0.338 MPa,保冷层厚度为0.145 mm,管输介质到达管道终点的温度为-154℃,因此在1.194 MPa的输送压力下,LNG全程处于液化状态,验证了LNG在"过冷"状态下输送的可行性。     

广东大鹏LNG接收站实施轻烃分离的可行性

介绍了国际上LNG冷能的利用现状,阐述了广东大鹏LNG接收站基于LNG化学组成和LNG冷能利用增设轻烃分离装置的必要性,指出了实现轻烃分离需要解决的技术问题:同时保证天然气管道在比较稳定的高压力下运行和轻烃分离装置稳定的进料量,确定了增设轻烃分离装置的原则.通过开展联合工艺研究和轻烃分离装置模拟计算,使轻烃分离装置和接收站都处于优化运行状态,不但解决了接收站气化外输量的波动对轻烃分离装置的影响问题,而且确保了广东大鹏LNG公司连续安全地向用户供应天然气.     

LNG管输优化的经济数学模型

LNG是一种多组分混合物,外界环境的漏热会引发诸多问题,影响管输的安全性和经济性。了解漏热状态下LNG蒸发率和压力的变化规律,对LNG管道设计和管理具有重要的理论意义。基于LNG管道输送过程中保温层厚度、LNG气化率、管道壁厚之间的变化规律,采取冷态输送法,通过采用合理的保温层厚度控制LNG的蒸发,从而使管内压力升高,以此推动LNG向前流动,从而优化管输工艺。建立了LNG管输优化的经济数学模型,计算获得系统的最佳气化率以及最佳管壁和保温层厚度,从而优化了管输系统的经济费用。实例计算验证了该模型和计算程序的工程应用价值。     

液化天然气(LNG)冷能发电方法比较和研究

我国的液化天然气(LNG)进口量逐年增大,随之而来产生了LNG冷能的浪费问题。LNG冷能主要用于冷能发电、空气分离、生产干冰、冷藏、海水淡化、制冰和低温粉碎,但除了冷能发电外其他应用对于冷能利用相对较低。国内外学者对LNG冷能发电技术进行深入的研究,用?作为评价方法,并取得了一定的应用成果。通过对国内外LNG冷能发电技术文献和实际应用的调研,目前主流的六种LNG冷能发电技术:直接膨胀法、朗肯循环法、联合循环法、布雷顿循环法、卡琳娜循环法和多级复合循环法,在总结LNG冷能发电的6种循环方法基础上,对个循环的效率进行了比较。直接膨胀法和朗肯循环法因工艺流程简单更适合小型气化站进行冷能利用,而多级复合循环法和卡琳娜循环法因工艺流程复杂,在将来克服装置设备后更适合大型的接收站来进行冷能发电,且冷能利用效率较高。     

LNG冷能利用技术的最新进展北大核心

随着清洁能源在能源消费结构中比例的增加,我国LNG消费量快速增长,因此LNG冷能利用已经成为当前研究热点之一。综述了国内外LNG冷能利用概况,对其用于空气分离、轻烃分离、低温发电、海水淡化、二氧化碳捕集、废旧橡胶低温粉碎、制冷等技术发展现状进行了分析,结果表明:国外在LNG冷能用于低温发电、低温冷库及空气液化等工业化应用方面较为成熟,国内对LNG冷能利用开展了广泛而深入的理论和实验研究,但实际工程应用尚需进一步加强。由此指出:目前我国LNG冷能利用迫切需要将国外成熟的工程应用经验与国内丰富的理论及实验研究成果相结合,为我国LNG冷能利用政策的制定和LNG冷能利用产业的健康持续发展提供参考。     

LNG冷能利用技术的最新进展

随着清洁能源在能源消费结构中比例的增加,我国LNG消费量快速增长,因此LNG冷能利用已经成为当前研究热点之一。综述了国内外LNG冷能利用概况,对其用于空气分离、轻烃分离、低温发电、海水淡化、二氧化碳捕集、废旧橡胶低温粉碎、制冷等技术发展现状进行了分析,结果表明:国外在LNG冷能用于低温发电、低温冷库及空气液化等工业化应用方面较为成熟,国内对LNG冷能利用开展了广泛而深入的理论和实验研究,但实际工程应用尚需进一步加强。由此指出:目前我国LNG冷能利用迫切需要将国外成熟的工程应用经验与国内丰富的理论及实验研究成果相结合,为我国LNG冷能利用政策的制定和LNG冷能利用产业的健康持续发展提供参考。     

不同管径和温压条件下的CO_2管道输送特性

为深入研究CO_2管输特性,以输量为100×104 t/a的CO_2管道工程为例,采用Pipephase仿真软件建模,分别对气相、液相和超临界相3种相态的CO_2在不同管径和温压条件下的输送过程进行模拟。结果表明:气相、液相、超临界相3种管输方式在不同管径下的压降均不大,压降基本只受输送距离的影响;管输CO_2的密度和黏度以气相输送时基本不受输送距离、温度及压力的影响,以液相和超临界相输送时主要受温度影响。管道以气相输送时,应避免在高压和准临界区域运行;以液相输送时,应选择在较高压力下运行;以超临界相输送时,应避免温度压力到达临界点。中长距离、沿线人烟稀少的CO_2管道优先采用超临界相输送;中短距离、沿线人口密度高的CO_2管道优先采用气相输送。     

超临界CO2管道输送管径技术经济性评价

CO₂输送作为大规模碳捕集、利用与封存工程建设的中间环节,其首选方法是管道输送。CO₂管道输送经济性评价模型是评价其投资回报、优化管输参数的依据。通过对比分析CO₂管径计算公式,建立经济性评价模型,基于超临界CO₂管道工程案例,对管道直径进行经济评价。结果表明:超临界CO₂管道单位运输成本随管径的增大先下降后增加,对于输量为1×106 t/a、长度为200 km的管道,其管径为240 mm时CO₂单位运输成本最低;Vandeginste管径模型的计算结果与理论最优管径相近,推荐在实际工程中应用该模型;公称直径为200 mm时所节约的管道费用远大于能耗成本的增量,年化费用最小;单位运输成本随着运输距离的增加而降低,200 km后趋于稳定。研究结果可为CO₂管道经济输送提供科学依据及决策参考。(图5,表7,参21)     

输量对热油管道运行经济性的影响分析

应用优化理论研究了输量对热油管道运行经济性的影响,获得了长度为410.5km,管径为529mm,壁厚为8mm热油管道的最佳输量范围和运费随输量的变化关系,给出了不同工艺条件下系列输量点的最佳进站油温。计算结果表明:最佳进站油温随输量变化呈多波形变化,但多数计算点趋近于寻优搜索温度范围下限。随输量增加,运费总体呈下降趋势,表明采用较大输送流速对提高热油管道的运行经济性有利。     

稠油管输起始加热温度熵产最小优化设计

基于熵产率最小化原理,分析了原油在输送过程中散热损失和摩擦阻力引起的熵产情况,优化了熵产率最小所对应的管输起始加热温度。研究结果表明:最小熵产率与输送流量、起始温度和管道管径有关,输量对熵产率有一定的影响,输量越高,输送单位质量原油的熵产率越低,但随输量的增加,熵产率降低的幅度逐渐减少;只有适当的起始加热温度才能保证单位质量原油输送单位距离所产生的熵产率最小;对应最小熵产率的原油起始温度随管径的增大而降低。最小熵产率优化设计方法克服了热经济设计方法需要材料价格、施工费用等参数难于准确选取和所得结果与当前物价及贷款利率有关的缺点。     

克独管道不等管径双管并联交替输送工艺

为满足独山子炼油厂的原油需求,克拉玛依至独山子管道(克独管道)拟将输量从300×104t/a(原设计输量)提高到340×104t/a.提出了启用克独三管提高输量的设想.为解决不等管径双管并联交替输送工艺产生混油的问题,从理论上进行了分析和计算,并对克独三管输送管道进行了工艺和设备的改造,最终实现了不等管径双管并联交替输油.     

渔船节能减排冷能回收利用技术的研究

分析渔船的冷能回收利用技术,根据LNG动力渔船的特性,分析2级冷媒循环的整体式冷能利用系统的特征,选择R410A与68%的乙二醇水溶液作为循环冷媒,满足渔船上冷库负荷的需求。     

超临界CO2管道输送参数的敏感性分析

为了确定有利于超临界CO2管道输送的参数范围,保证安全输送,基于超临界CO2流体作为管输介质与天然气和原油的不同之处,分析了超临界CO2管道输送技术的特殊性,进而通过软件模拟计算,分别研究了不同入口温度、管输流量、总传热系数下管输压力、温度、密度、黏度与输送距离的关系,得到了特定条件下的有效输送距离,不同管输流量对压温及物性的影响规律。结果表明：在研究条件范围内,输送距离超过100km后,CO2由超临界态变为密相,若要保持超临界态输送,需要在每100km范围内设置加热站;管输流量介于200-250t／h之间较理想;总传热系数介于0．84～1．3W／（m2 ℃）之间为宜。该研究属于超临界CO2管道输送基础研究,对于我国形成完整的超临界CO2管道输送系统具有参考价值。（图3,表3,参10）     

LNG接收站BOG处理工艺优化及能耗分析

闪蒸气(Boil-off Gas,BOG)的处理关系着LNG接收站的能耗及安全平稳运行。对比了目前常用的BOG直接压缩工艺和再冷凝液化工艺在工艺流程及能耗方面的差异,并分析了外输量、外输压力对BOG处理工艺能耗的影响。由此提出了BOG处理工艺的优化措施:针对现有BOG处理工艺流程加热再冷却过程中存在冷热交换而造成能量损耗的问题,利用LNG冷能通过换热器冷却压缩后的BOG,以LNG自身冷能取代现有BOG处理流程中的耗能元件再冷凝器,同时降低压缩机出口BOG的温度,减少加热再冷却过程的能量损耗。利用HYSYS软件分别对优化前后BOG处理工艺进行能耗分析,结果表明:BOG处理工艺优化前后能耗分别为2 677.82 k W、1 990.77 k W,优化后BOG处理工艺节约能耗约25.66%。     

基于?分析方法的LNG冷能轻烃回收工艺优化

为解决LNG冷能用于轻烃回收工艺存在冷能利用率低、能耗高的问题,将分析方法应用于轻烃回收工艺优化中。通过建立?分析模型,确定LNG轻烃回收工艺系统中有效能利用的薄弱环节,以?效率、综合能耗、乙烷回收率为目标函数进行优化,得出优化参数,从而提高轻烃回收工艺中的冷能利用率。以某LNG接收站冷能用于轻烃回收工程实例进行验证,结果表明:工艺优化后,冷能利用率提高了8.14%,综合能耗减少了约21 778.01 MJ,乙烷回收率提高了6.18%。同时,对优化工艺的经济性进行分析,结果表明:优化后年利润达到5 713.24×10~4元,投资收益率为112.24%,投资回收期约为2年,经济效益非常可观。