天然气压缩机房通风系统设计及CFD模拟分析

【摘要】：天然气压缩机作为天然气集输系统的心脏,为整个集输系统提供了动力。厂房内的压缩设备在运行过程中会产生大量余热,因此通风系统对厂房的安全性十分重要。目前,国内对于天然气压缩机房通风设计研究不多,规范中对于这类厂房通风设计规定相对较少,通风系统设计往往依赖设计师的工程经验。通过查阅天然气压缩机通风设计的相关文献、规范和资料,总结出以下三方面:(1)天然气压缩机厂房的不同通风形式,对比分析出各种通风系统的优缺点;(2)规范中关于压缩机厂房通风系统设计的规定;(3)天然气压缩机厂房通风量的计算公式,为不同通风系统设备选型提供设计依据。本文以榆林某天然气压缩机厂房为例,对厂房通风量进行核算,并采用FLUENT软件对现有厂房内空气流场进行仿真模拟。发现压缩机组附近平均风速为0.2m/s,风速过小,其原因是自然进风风速过小,进、排风口位置也并不合理。厂房内机组工作环境温度过高,其平均温度为316K,大于工艺要求环境保护温度313K。根据风量和气流组织等相关要求,设计出三种通风系统方案,分别模拟研究各个系统,得到以下结论:(1)天然气压缩机厂房建议选用机械送风,排风方式可选用机械排风或自然排风;(2)进行厂房通风系统设计时,需考虑通风量和气流组织,送、排风口位置应尽量靠近压缩机组;(3)“地沟送风+机械排风”系统可以有效改善压缩机组工作环境,通风降温效果最优,使得机组工作环境的平均温度在308K左右;(4)从经济性、可操作性和实际环境等方面考虑,本厂房应选用“侧进风+机械排风”的方式。本文对天然气压缩机厂房通风系统的研究结果可为以后此类燃气压缩机房通风系统设计提供参考。 【关键词】：天然气压缩机房通风系统 FLUENT模拟 通风量 气流组织
【学位授予单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU834
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 研究的目的和意义13
• 1.4 研究方法和内容13-16
• 1.4.1 研究方法13-14
• 1.4.2 研究内容14-16
• 2 天然气压缩机厂房通风系统介绍16-28
• 2.1 天然气压缩机厂房的基础知识16
• 2.1.1 天然气压缩机的作用16
• 2.1.2 压缩站的工艺设计16
• 2.2 自然通风方式16-17
• 2.2.1 外围护结构顶部四面敞开16-17
• 2.2.2 全封闭厂房+自然进风+屋顶风帽17
• 2.3 机械通风方式17-22
• 2.3.1 全封闭厂房+自然进风+机械排风18
• 2.3.2 全封闭厂房+机械进风+自然排风18-19
• 2.3.3 全封闭厂房+机械进风+机械排风19-22
• 2.4 事故通风22
• 2.5 压缩机房通风风量的计算方法22-24
• 2.5.1 正常通风量确定的方法22-24
• 2.5.2 事故通风量的计算24
• 2.6 气流组织24-25
• 2.7 天然气压缩机厂房通风设计相关规范25-26
• 2.8 本章小结26-28
• 3 某天然气压缩机厂房通风系统研究28-36
• 3.1 厂房基本情况介绍28-32
• 3.1.1 厂房所在地区的气候特征28-29
• 3.1.2 厂房围护结构参数29
• 3.1.3 厂房建筑概况29-31
• 3.1.4 厂房内部分设备型号/参数31-32
• 3.2 厂房内现有通风系统32-35
• 3.2.1 现有通风系统图纸32-34
• 3.2.2 现有天然气压缩机厂房通风量的计算34-35
• 3.3 本章小结35-36
• 4 厂房现有通风系统模拟分析36-52
• 4.1 流体仿真技术简介36-37
• 4.2 控制方程组37-43
• 4.2.1 标准k-ε 两方程模型37-39
• 4.2.2 标准k-ε 两方程模型的浮力修正39-40
• 4.2.3 壁面函数法40-41
• 4.2.4 控制方程组的离散41-42
• 4.2.5 辐射模型42
• 4.2.6 离散方程的求解及SIMPLE算法42-43
• 4.3 物理模型及边界条件43-48
• 4.3.1 几何模型及简化43-44
• 4.3.2 模型网格划分44-46
• 4.3.3 系统模型假设46-47
• 4.3.4 边界条件处理47
• 4.3.5 求解设置及模拟收敛的确定47-48
• 4.4 现有通风系统模拟结果的分析48-51
• 4.4.1 速度场的分析49-50
• 4.4.2 对现有通风系统温度场的分析50-51
• 4.5 本章小结51-52
• 5 新通风系统的设计与模拟52-62
• 5.1 天然气压缩机厂房通风系统设计52-53
• 5.1.1 通风系统形式52
• 5.1.2 气流组织52
• 5.1.3 通风管材料的选择52-53
• 5.2 事故通风系统设计53
• 5.3 三种通风系统设计53-59
• 5.3.1 方案一：地沟送风+机械排风53-56
• 5.3.2 方案二：侧送风+机械排风56-58
• 5.3.3 方案三：机械进风+自然排风58-59
• 5.4 模型建立和网格划分59-61
• 5.5 本章小结61-62
• 6 新通风系统模拟结果分析62-70
• 6.1 “地沟送风+机械排风”系统62-64
• 6.1.1 速度场分析62-63
• 6.1.2 温度场分析63
• 6.1.3 模拟小结63-64
• 6.2 “侧送风+机械排风”系统64-66
• 6.2.1 速度场分布64-65
• 6.2.2 温度场分析65
• 6.2.3 模拟小结65-66
• 6.3 “机械进风+自然排风”系统66-67
• 6.3.1 速度场分析66-67
• 6.3.2 温度场分析67
• 6.3.3 模拟小结67
• 6.4 三套通风系统对比分析67-68
• 6.5 本章小结68-70
• 7 结论与展望70-72
• 7.1 全文总结70
• 7.2 展望70-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果76-78
• 致谢78

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

川空新产品——天然气压缩机通过技术鉴定    孙文元

天然气压缩机维修过程中的危险评价    李秋利;

石油天然气压缩机国家标准审查会在沈阳召开    

天然气压缩机装置橇座设计    张滨;钱方;朱保庆;程新宇;刘华君;

大功率天然气压缩机组的成橇设计与应用    胡雄心;

天然气压缩机维修过程中的风险探究    吐尔逊江.司马义;

2D16-12.9/16-54型天然气压缩机试制成功    

我国天然气压缩机的现状及对策    邱海明

天然气压缩机国产化的现状及发展    范海峰

制氢天然气压缩机连杆大端瓦损伤原因分析与修复    关新国

浅谈天然气压缩机填料技术改造    吴海滨;艾亮;张建军;席晨;胡宗乾;

天然气压缩机高压气管安全性能分析    江宇蓉;杨帆;

天然气压缩机循环水软化方式浅析    王茂荣;

苏里格气田天然气压缩机基础简化研究与阶段性试验进展    张文琦;黄杰;石强;王举才;郭瑞华;魏自涛;

天然气汽车加气站用压缩机的设计与探讨    宋云;

2RDSA-2/G3512型天然气压缩机振动分析与对策    张建军;张晗;侯山;姚瑞峰;魏千盛;李林清;

第二处理厂天然气压缩机组工艺管道振动分析及整改方案    张力;慕进升;陈超;麻艳青;冒文辉;

ZTY265天然气压缩机动态压力测试系统的研制    陈翀;邹喜红;李玉清;张兴发;

CNG用天然气压缩机技术发展之探讨    李存绪;

往复式天然气压缩机运行故障诊断分析与状态监测技术在苏里格气田的应用    张文琦;丁辉;黄杰;王迪;冒文辉;楚稳;邹志艳;

高昂热情向明天    四川石油管理局 杜培忠

转型发展的微缩样本    记者 周泽山

锡压做大天然气压缩机业务    沈振亚

江汉油田天然气压缩机首次出口美国    记者 王刚毅　通讯员 郭小勇

天然气压缩机制造业请加把劲    王繁泓

天然气压缩机亟待“强身”    青华

四川局压缩机出口英国公司    杜培忠　陈定中

锡压高端天然气产品抢滩市场    沈振亚

在细化市场中开发新产品    孙海涛

大功率高转速天然气压缩机替代进口产品    通讯员 陈定中　魏源良

天然气压缩机智能故障诊断系统研发    聂焕焕

天然气压缩机房通风系统设计及CFD模拟分析    牛萌萌

天然气压缩机工况监测系统设计    余永辉

往复式天然气压缩机成橇设计    赵福海

齐达康固定式天然气压缩机外观设计研究    李姌

燃驱天然气压缩机组性能仿真与维护研究    贾广博

天然气压缩机可靠性分析    李俊山

整体式天然气压缩机状态监控系统设计    杨忠强

天然气压缩机多组分混合工质物性计算研究    刘夏天