基于Aspen Plus的液化天然气冷能利用模拟分析

【摘要】：随着我国工业化程度和节能减排工作的不断发展,能源尤其是清洁能源的需求和使用问题越来越突出。天然气做为能源使用,具备高效和清洁的双重优点,近年来在国内得到大幅应用。为了便于储存和运输,天然气需被液化成低温的液化天然气(LNG),在供给用户使用时,再将LNG气化使用。LNG气化过程中放出大量的冷量,如果不能合理利用这部分冷能,既造成能源的浪费,又造成海水的冷污染。因此,需要对LNG冷能的综合利用进行研究。 本文介绍了LNG冷能的不同利用方式,在各种LNG冷能利用方式研究的基础上,阐述了LNG冷能的评价方法,对冷量(?)的影响因素进行了分析。以空气分离系统和冷库系统冷能为例,进行了详细的冷能应用分析,并构建了LNG冷能用于空气分离和冷库系统的流程。 采用流程模拟软件Aspen Plus对建立的LNG冷能用于空气分离系统和冷库系统采用序贯模块法进行模拟。根据模拟的结果,对空气分离的影响因素液氮抽取比例和氮气压缩机出口压力进行了分析,并得出最佳的工况。采用软件对传统电制冷方式进行模拟并与新的冷库系统进行比较,分析了LNG冷能方式下冷库的节能价值。 根据大连LNG接收站容纳能力以及大连地区的实际情况,对LNG换热器进出口不同温度点下空气分离和冷库系统消耗的LNG量进行模拟,采用(?)分析的方法对LNG换热器的(?)损进行计算,为梯级利用建立数据基础。根据上述计算结果,本文建立了LNG冷能用于空分—冷库的梯级利用系统,对梯级利用过程中不同温度节点的LNG消耗量和电消耗量进行比较,并通过(?)分析方法分析梯级利用系统LNG换热器的(?)损及单位LNG消耗量的(?)损,得到最佳利用温度点。 【关键词】：液化天然气(LNG) 冷能利用 空气分离 冷库 Aspen Plus模拟
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TE626.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 课题研究的背景意义8
• 1.2 天然气及液化天然气(LNG)8-12
• 1.2.1 天然气介绍8-11
• 1.2.2 液化天然气(LNG)介绍11
• 1.2.3 LNG冷能利用11-12
• 1.3 课题研究现状12-13
• 1.3.1 国外研究现状12-13
• 1.3.2 国内研究现状13
• 1.4 本文的主要研究方法与研究内容13-16
• 1.4.1 研究方法13-14
• 1.4.2 研究内容14-16
• 2 LNG冷能利用16-37
• 2.1 LNG冷量(?)分析16-20
• 2.1.1 冷量(?)分析数学模型16-18
• 2.1.2 冷量(?)影响因素18-20
• 2.2 LNG冷能用于空气分离20-29
• 2.2.1 空气分离方法20-21
• 2.2.2 空气分离系统介绍21
• 2.2.3 空气分离原理21-28
• 2.2.4 LNG冷能用于空气分离系统28-29
• 2.3 LNG冷能用于冷库系统29-32
• 2.3.1 冷库制冷原理29-30
• 2.3.2 冷库基本流程30-32
• 2.3.3 LNG冷能用于冷库系统32
• 2.4 LNG冷能发电32-34
• 2.5 LNG冷能利用其它方式34-35
• 2.5.1 低温粉碎34-35
• 2.5.2 液化CO235
• 2.5.3 海水淡化35
• 2.6 本章小结35-37
• 3 LNG冷能利用过程模拟及分析37-62
• 3.1 过程模拟及Aspen Plus软件介绍37-42
• 3.1.1 过程模拟37
• 3.1.2 Aspen Plus软件介绍37-38
• 3.1.3 流程模拟用到的热力学概念和原理38-42
• 3.2 LNG冷能用于空气分离模拟及分析42-52
• 3.2.1 空气分离流程的计算模型42
• 3.2.2 LNG冷能用于空气分离流程的建立42-44
• 3.2.3 模拟参数设定44-46
• 3.2.4 模拟结果及分析46-49
• 3.2.5 影响因素分析49-52
• 3.3 LNG冷能用于冷库模拟及分析52-61
• 3.3.1 冷库流程的建立52-54
• 3.3.2 模拟参数设定54-55
• 3.3.3 模拟结果比较分析55-57
• 3.3.4 冷库群的建立57-61
• 3.4 本章小结61-62
• 4 第大连LNG接收站能量综合利用研究62-75
• 4.1 大连LNG接收站冷能用于空气分离装置63-66
• 4.2 大连LNG接收站冷能用于冷库装置目66-68
• 4.3 LNG接收站冷能用于空分-冷库的梯级利用68-73
• 4.4 天然气冷热电三联产系统73-74
• 4.5 本章小结74-75
• 结论75-77
• 参考文献77-80
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况80-81
• 致谢81-82

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