论文部分内容阅读
天然气中的氮气沸点低，闪蒸气的产生在液化天然气流程中不可避免。本文通过定量分析节流前温度，原料气氮气浓度等流程参数对闪蒸气产生率和闪蒸气组分的影响。结果表明，原料气氮气浓度和节流前温度是影响闪蒸气问题的敏感因素，节流前温度每提高5℃，闪蒸气产生率提高3.4%，原料气氮气浓度每提高1%，闪蒸气产生率提高1.12%。本文建立模型，将闪蒸气循环打入冷箱与原料气混合再液化，使闪蒸气得以回收。且通过控制不同的闪蒸气回流率，计算闪蒸气回流率对流程的影响。闪蒸气的回流提高冷箱中氮气浓度、LNG产品氮气浓度。当系统已经达到满负荷时，闪蒸气回流会将使原料气处理量降低，如氮气浓度2%时将使原料气处理量减少5%；当系统还未达到满负荷时，闪蒸气回流在不改变原料气处理量前提下，可以提高LNG产量。闪蒸气全部回流时，LNG产量和组分与原料气的处理量和组分相同。制冷剂组分应随闪蒸气回流率同步变化。为此，针对SMR流程，使用遗传算法对闪蒸气回流工况的制冷剂组分浓度和流量进行寻优。寻优后的制冷剂组分浓度可保证系统安全运行，同时对寻优结果进行拟合。寻优结果表明，闪蒸气回流使系统火用效率轻微降低。节流前温度-160℃时降低0.9%，-155℃时降低1.6%，这在工程上可以认为对火用效率影响很小。简单的经济预算表明回收闪蒸气可以提高工厂收益。板翅式换热器被广泛运用于天然气液化流程。本文对某SMR流程的生产实际数据进行计算，采用烃类物质的相变换热准则关联式，计算出板翅式换热器中的相变换热系数。制冷剂的冷凝换热系数是其他两股流路沸腾换热系数的十倍左右。最后借用Bell-Ghaly公式，计算闪蒸气回流时天然气侧换热系数，对比其变化情况。闪蒸气回流使天然气侧相变的温度滑移区间增大，冷凝换热过程向低温区移动。