【摘 要】
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作为保障我国能源安全的重要举措之一,LNG（Liquefied Natural Gas液化天然气）在能源发展中的地位正日益凸显。采用何种经济高效的工艺流程实现天然气的液化是学者们关注的重点。然而,由于我国LNG技术起步较晚,对天然气液化核心技术的掌握还须进一步加强。为此,本论文优选了天然气预处理工艺及LNG液化流程,研究不同工艺参数及其交互作用对液化工艺液化效果的影响,探讨了液化工艺流程对不同气源
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作为保障我国能源安全的重要举措之一,LNG（Liquefied Natural Gas液化天然气）在能源发展中的地位正日益凸显。采用何种经济高效的工艺流程实现天然气的液化是学者们关注的重点。然而,由于我国LNG技术起步较晚,对天然气液化核心技术的掌握还须进一步加强。为此,本论文优选了天然气预处理工艺及LNG液化流程,研究不同工艺参数及其交互作用对液化工艺液化效果的影响,探讨了液化工艺流程对不同气源条件的适应性,进而设计LNG生产实时优化计算软件。主要成果如下:（1）基于天然气的气质特点,推荐了针对不同天然气组成的预处理工艺方案;通过对比现有液化处理工艺,优选了经济效益好、可靠性高、便于橇装化的高压射流液化工艺作为LNG冷箱工艺流程,并对高压射流工艺设备进行了模块划分。（2）基于优选的LNG液化工艺流程,利用HYSYS软件对工艺流程进行了模拟,选取系统总功耗、比功耗及液化率作为流程性能评价指标;借助响应面方法,研究了单一工艺参数以及多参数交互作用对液化效果和能耗的影响,发现了循环气回流分配比例、潜液换热器功率、进气压缩机出口功率、引射器J1出口压力四个工艺参数对系统能耗和液化效果影响显著,且存在交互作用影响;从流程结构和工艺参数两方面着手,优化了高压射流液化工艺,获得了在研究工况下的LNG液化装置最佳运行参数,优化后流程比功耗降低10.91%。（3）基于已优化的液化工艺流程,开展了高压射流液化工艺对气源适应性研究,系统探讨了气源压力、温度、含氮量及处理量对液化工艺流程的影响。结果表明,气源压力、含氮量和处理量对系统总功耗、比功耗影响显著,液化流程对气源温度不敏感,并通过改变循环气回流比例进行调节,进一步建立了流程气源适应性模型,得到了比功耗的敏感性关系式。同时,借助C#语言编写了LNG生产实时优化计算软件,通过与HYSYS优化器优化结果对比发现,实时优化计算软件计算结果与HYSYS计算结果具有较好的一致性,研究结果为现场实际应用提供了理论指导。
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