摘要：板翅式换热器目前广泛应用于中小型天然气液化工厂,当其应用于大型天然气液化领域时,由于需要多个冷箱及板翅式换热器并联进行作业,由此带来的流体均布问题较难解决,进而导致换热性能显著下降,这一因素制约了板翅式换热器的大型化应用进程。对现有板翅式换热器结构进行了优化设计,开发出一种新型板翅式换热器换热结构,并对其换热性能进行模拟计算,结果表明,新型板翅式换热器在天然气处理规模较大时,具有较好的换热性能,该研究结果可为大型板翅式换热器结构设计提供参考。

摘要：近几年国内天然气液化技术主要采用混合工质液化循环和氮膨胀液化循环。为探讨两种流程的经济性,设计了混合工质液化循环和双级氮膨胀液化循环两种流程,分别对这两种流程进行了模拟,优化了流程的参数,并对它们的投资和运行费用等进行了分析。混合工质液化循环比氮膨胀液化循环复杂,设计计算困难,但其运行费用仅为氮膨胀液化循环的三分之二,而初期投资也比双级氮膨胀循环要低。混合工质循环投资少、功耗低、经济性好,应是国内发展小型天然气液化装置的首选流程。

摘要：印刷电路板式热交换器(PCHE)是一种基于化学蚀刻和扩散连接的微通道热交换器。在国内某海洋平台PCHE国产化研制过程中,首次提出了钛合金对扣型PCHE设计方案。通过试验件试制,发现由于原材料板片精度、蚀刻精度、叠片定位精度等原因导致扩散连接后芯体微通道出现错边现象,3D轮廓测量仪的测量数据表明错边量在0~0.25 mm。采用有限元计算软件对不同错边量下的直流道芯体和Zigzag流道芯体进行了校核,计算结果表明,当错边量在极限值0.25 mm时,扩散连接芯体应力峰值约为无错边芯体应力峰值的2倍,Zigzag流道芯体的整体应力高于直流道芯体的应力。根据计算结果提出了错边量控制目标和方法,对PCHE结构设计提供了理论指导。

摘要：浮式天然气液化装置(FLNG)是近年来海洋工程界提出的解决深海天然气田开发利用的有效途径,但与传统的陆上天然气液化装置相比,浮式天然气液化装置中脱酸工艺设计和设备选型布置都面临新的技术要求和挑战。设计了一种适用于FLNG的半贫液脱酸工艺,并通过模拟优化和工艺计算对半贫液脱酸工艺与传统液化工厂脱酸工艺在系统能耗、设备数量、设备质量、工艺复杂性和海洋环境适应性等方面进行了分析比较,结果表明半贫液脱酸工艺适用于浮式天然气液化装置,特别是在处理高酸气负荷的天然气方面具有很大的应用潜力。

摘要：哌嗪(PZ)活化N-甲基二乙醇胺(MDEA)半贫液脱碳工艺是高含碳天然气预处理能耗高问题的解决途径之一。针对某天然气处理陆上终端采用的PZ活化MDEA半贫液脱碳工艺(设计天然气处理能力为8×10^9 m^3/a,原料气中CO2体积分数为35%),采用吸收再生实验方法对系统中存在的贫液、半贫液吸收CO2性能以及富液解吸CO2性能进行考察,优选适用于半贫液脱碳工艺的胺液配方,并采用HYSYS软件建立半贫液工艺模型,对筛选出较优工艺配方下的工艺参数进行优化。结果表明:随着总胺浓度增加,贫液、半贫液吸收CO2性能及富液解吸CO2性能先增加后减小,较优总胺质量分数为40%;总胺质量分数一定时,随PZ添加量增加,贫液及半贫液吸收CO2性能先增加后减小,解吸CO2相对再生能耗先增加后降低,PZ较优添加质量分数为3%,之后随着PZ添加量的增加,解吸CO2相对再生能耗又缓慢升高,较优胺液配比(质量分数)为37%MDEA+3%PZ;模拟得到较优工艺参数为再沸器温度386.15 K,贫液吸收温度323.15 K,贫液循环量253 m^3/h、半贫液循环量1147 m^3/h。

摘要：通过建立一套带有液位扰动系统的丙烷预冷液化天然气实验装置,研究丙烷预冷系统对浮式液化天然气装置(FLNG)晃动条件的适用性。实验中通过对丙烷分离器不同液位进行液位扰动来模拟晃动条件,分析丙烷预冷系统换热器在晃动条件下的温度特性。结果表明:丙烷分离器液位较低时,液位扰动对换热器的温度影响较大;随着液位的升高,液位扰动对换热器的温度影响不断减小;当液位达到一定高度后,液位扰动对换热器温度影响很小。丙烷预冷系统适用于FLNG,但在FLNG上使用须提高丙烷分离器的液位高度或分离器的位置,以降低晃动时液位波动对换热器的影响,因此,在设计时须加强安全设计和危险评估。

摘要：为验证中国海油自主研发的丙烷预冷双氮膨胀新型FLNG液化工艺的技术可行性及适应性,建设了一套2万m3/d规模的液化中试装置。通过试验验证了冷却温度、天然气压力对液化工艺的影响,并进行了液化单元快速开停车方案试验。试验结果表明:随着混合冷剂级间冷却温度降低,FLNG液化中试装置液化能耗降低,试验过程中冷却温度降低12℃条件下天然气处理能力增加4.26%,液化单位能耗减少约5%;FLNG液化中试装置快速开车时间主要受板翅式换热器的降温速度要求限制,先开启过冷氮气循环,再开启液化段氮气循环是达产最快的开车程序,开车5 h内可以达到设计生产负荷;FLNG液化中试装置具有快速停车性能,可以在5 min内关停,停车后5 d内冷箱恢复常温;随着天然气压力降低,FLNG液化中试装置液化能力下降,试验过程中天然气压力从3 547 kPa降低到2 000 kPa时天然气处理能力降低11.2%。本文试验分析结果为大型FLNG液化装置工程化提供有效技术保障。

摘要：为提高板翅式换热器在海上浮式天然气液化平台等应用条件下的换热效果,对目前常用结构进行了优化设计,提出了将板翅式换热器换热单元浸泡于外部制冷剂中的结构。为考察该结构在浮动平台上的适用性,采用ANSYS FLUENT软件对晃动工况下的换热性能进行模拟计算,与静止工况下的换热性能进行比较。结果表明,晃动对优化后的板翅式换热器换热性能影响较小,该换热器结构具有良好的换热性能。

摘要：国内煤层气井下抽采利用率低,造成大量的煤层气资源排空浪费。针对含甲烷浓度低(以甲烷摩尔分数40%为例)的含氧煤层气,提出含氧煤层气开发利用的低温脱氧液化工艺流程,并给出流程计算结果和液化系统单位能耗;通过HYSYS对含氧煤层气低温脱氧液化工艺流程进行模拟,结合爆炸三角形理论,对工艺流程的安全性进行分析,指出含氧煤层气采用低温脱氧液化技术可能存在的安全隐患,并通过分析提出消除安全隐患的方法和措施,指导含氧煤层气低温脱氧液化工艺设计。

摘要：以应用于海上的浮式丙烷预冷双氮膨胀液化装置为原型,拟建设一套液化中试装置。为了确定液化中试装置的规模,提出中试装置与原型装置之间宜遵循流程一致性、关键控制方式一致性、运动相似性和流态相似性等四项原则。上述原则中,分析表明,对于除关键控制方式一致性外,流程一致性、运动相似性和流态相似性对中试装置的规模没有直接的影响。为了与原型装置的关键控制方式保持一致,中试装置的设备选型就显得非常重要,其中对于确定规模影响较大的关键设备为制冷剂压缩机,而冷箱、压缩机驱动器、透平膨胀机及丙烷换热器对规模影响不大。因此,建议中试装置中压缩机的型式与浮式天然气液化装置保持一致,冷箱中换热芯体可以考虑采用两台并联的设计方案。