燃气驱动冷热电联供系统基于能量梯级利用,具有提高能源综合利用率、减少污染物排放的优点,同时对调整我国的能源结构、缓解夏季供电紧张具有重要意义。介绍冷热电联供系统的国内外应用研究现状及系统设备种类。针对北京、上海地区已建成冷热电联供系统进行了调研,通过对北京、上海地区已建成冷热电联供系统的建筑类型、动力系统选型、负荷匹配...
小型可移动式天然气液化装置以其独特优势在零散天然气源的液化集输、管输天然气的再分配及分布式调峰和车用LNG燃料站等场合有非常广泛的应用前景。概括对比分析了现有的天然气液化技术,指出占据国际LNG工业主流地位的混合制冷剂循环(MRC)液化流程也是适宜小型化的最佳技术之一。在简要介绍了小型天然气液化装置的近期进展后,重点介绍了本团队...
液化天然气(LNG)工业曾经在相当长的一段时间里都把注意力放在陆上大规模基荷型(base-load LNG)液化项目。近几年来,LNG工业开始显现出一些新的发展趋势,如北美的页岩气热、海上天然气资源的开发、使用LNG作为车船用燃料以及在极寒地区建设液化设施等。这些新趋势带来新的挑战,要求人们对工艺技术选择进行谨慎思考。在这个大背景下,最近筹建和在...
含CO2的天然气体系在历经低温工艺时,由于CO2的三相点温度(216.55K)较高,容易凝华结霜产生固体CO2,因而有必要对CO2在天然气中的结霜温度进行计算。根据气固相平衡原理,分别采用道尔顿分压定律、PR状态方程对CO2在CH4-CO2-N2和CH4-CO2-C2H6三元系中的结霜温度进行了计算。此外,还采用HYSYS软件对CO2的结霜温度做了相应的计算。将3种方法的计算结...
为了定量描述绕管式换热器壳侧降膜蒸发特性并进而优化换热器结构,建立了绕管式换热器壳侧降膜蒸发过程流动与传热的数值模型。首先对降膜流动过程中流型变化和传热传质机理进行分析;通过对降膜流动过程液膜所受表面张力、重力和剪切力的计算,实现层状流、柱状流和滴状流等不同流型的模拟;通过管壁面和气液交界面的组分守恒建立降膜蒸发过程的传...
液化天然气(LNG)动力渔船推广前景广阔,为提高其LNG冷能的利用效率,对比分析了在船舶上利用LNG冷能的冷库和发电两种方案的利弊,并在此基础上提出了一种新的LNG冷能利用系统。通过热力学分析,获得了不同有机朗肯循环(ORC)冷凝温度、蒸发温度和载冷剂出口温度条件下系统的冷能利用率及效率。分析结果表明,系统冷能利用率随朗肯循环冷凝温度的降低...
中间流体气化器(IFV)是液化天然气浮式储存与再气化装置中关键设备之一。IFV较多采用丙烷作为中间流体,利用其蒸发、冷凝相变过程将LNG气化,而过冷中间流体换热流程可以减小气化器体积。通过对过冷丙烷换热流程进行实验,充分结合实际FSRU海平面运行背景,验证中间流体丙烷在水平面和倾斜角度下的换热特性及对整个换热过程的影响因素。实验发现海...
中间流体气化器(IFV)多采用丙烷作为中间流体,利用其蒸发、冷凝相变过程将LNG气化。为了减小气化器体积,采用过冷中间流体换热流程。对过冷丙烷换热流程中的换热器换热过程进行数值模拟,研究影响过冷流体换热的因素。结果表明,随着海水流率的增大,换热增强;随着海水入口温度的升高,丙烷和水的进出口温差变大。在实际的工程应用中,在允许范围内尽...
实验研究了竖直微肋管内液化天然气(LNG)流动沸腾传热特性,分析热通量、质量流量以及入口压力对LNG两相流动传热特性的影响。针对实验工况分别采用Kim关联式、Koyama关联式以及两种不同Ftp系数的Wellsandt关联式对传热系数进行预测,并将实验结果与预测结果进行比较。结果表明,在整个实验工况范围内,采用Koyama关联式预测准确性最好。
分析了常见的基于空分系统的液化天然气(LNG)冷能利用方式,依据LNG冷能的能谱特点及空分系统运行安全性的特殊要求提出较优的冷能利用方案;针对不同压力等级工况提出LNG与N2的换热网络布置方案,对提出的4种LNG-N2换热网络分别进行了流程模拟,并与传统空分系统和已有的LNG冷能利用空分系统进行了比较,结果表明:新的LNG换热网络能有效降低空分系统...
为预测海上浮式天然气生产储卸平台(LNG-FPSO)中绕管式换热器的动态特性,建立了一种分相的多股流LNG绕管式换热器动态模型。采用二维矩阵的描述方法建立了行列数为3(n+1)×3(n+1)的对角矩阵和互连矩阵,对多股流换热器传热计算中的物理参量进行数学表达,实现了多股流多相区换热关系的描述。采用分相区的建模方法提出了相边界交错排列下流体与管壁...
船用凝水管道上节流孔板设计不合理,易导致孔板下游流体发生汽蚀,并促使流体高速冲击管道,进而诱发管道剧烈振动和冲刷腐蚀失效,极大影响了船用凝水管道的安全性和稳定性。基于多孔消声器减振降噪机理,提出了具有"防止孔板汽蚀,减缓管路冲刷"功能的新型斜孔对冲式节流孔板,引入伯努利方程和阻塞压差计算方法,进行节流孔板孔径、级数和厚度的校核...
以一艘17万立方米新型独立B型液化天然气(LNG)船为研究对象,将该型围护系统与传统薄膜型和MOSS独立球型围护系统进行详细对比,突出该型围护系统的特点;分析船体和舱室结构后,通过合理和必要的简化,提供了一种计算独立B型液货舱传热的方法,通过数值模拟计算不同工况条件下液货舱的蒸发率,研究了聚氨酯泡沫绝热材料的热导率变化对液货舱蒸发率的影...
缠绕管换热器在天然气液化、空气分离、低温甲醇洗等低温领域有广泛的应用。提出一种可用于缠绕管换热器的设计方法,基于该方法采用分段微元法编写了缠绕管换热器设计程序;并运用该程序对已有换热器进行核算,验证了设计方法的可靠性;同时设计了用于小型LNG装置的缠绕管换热器,为工程上设计用于LNG装置的多股流缠绕管式换热器提供参考。
基于大亚湾核电站蒸汽发生器实际运行过程,采用CFD技术,对其100%~50%工况的降负荷过程进行瞬态模拟,以揭示蒸汽发生器流动传热特性在降负荷过程中的动态变化规律。计算结果表明,降负荷过程中,一、二次侧流体热工参数均随时间降低,而且随着换热强度下降,支撑板(TSPs)对二次侧含汽率、流速及表面换热系数的扰动作用也逐渐减弱。对应于100%、70%及5...
撬装式液化天然气(LNG)流程要求设备紧凑,而传统换热器在减小其换热通道尺寸时会产生冻堵问题。热管极高的传热系数和良好的温度均一性,可以有效克服这种缺陷。根据小型天然气液化流程参数,设计制造了低温工质(丙烷、乙烷、甲烷等)重力热管换热器模块。实验结果显示,低温热管换热器在热通量为860 W·m-2时,每排热管的平均换热效率为43.28%,414排...
LNG储罐储存介质与环境温度存在较大温差,保冷和罐体结构复杂。以全容式LNG储罐为例分析储罐各部分的传热计算方法,建立了储罐罐体的二维和三维稳态温度场数值计算模型,计算得到罐壁、罐底及各连接部位的温度场分布图,并进行了分析。研究结果对LNG储罐的结构设计具有参考价值。
建立了液化天然气(LNG)储罐喷淋预冷过程的流动传热与传质模型,对储罐内热物理场和储罐壁面温度的变化进行探讨。分析表明,喷淋进入储罐的LNG液滴并不能完全覆盖整个储罐,液滴进入储罐后,速度迅速衰减并转成垂直下落,同时液滴不断吸热汽化。预冷过程中,LNG的喷淋速度决定了储罐的冷却速度,温降最快的位置出现在储罐底部的中心区域,侧壁温降速度...
为解决三角区漏流对壳程综合性能的影响,设计提出变螺距搭接螺旋折流板换热器,并进行了数值模拟和综合性能分析。结果表明,变螺距搭接螺旋折流板换热器的综合性能主要受螺旋角组合方式、螺旋周期数量和工质物性参数影响;在一定程度上能够实现优化三角漏流区的目的,某些螺旋角组合方式下的换热器综合性能明显优于相同螺旋角下的等螺距换热器;当变...
介绍了液化天然气B型液货舱的结构,建立液货舱计算模型。然后,采用CFD数值模拟方法,计算分析了6种工况下LNG船液货舱的温度场分布和速度场分布以及传热量情况,并计算出了不同工况下的日蒸发率。研究结果表明在绝热层厚度350mm且完好的情况下,LNG液货舱达到了日蒸发率不超过0.1%·d-1的设计目标。研究结果为LNG船围护系统绝热设计和创新提供重要的...
利用FLUENT软件对LNG管线连续泄漏和扩散进行了模拟计算,分析了不同管内压力、泄漏孔径和环境风速条件对LNG连续泄漏及扩散过程的影响,分析气云随时间扩展过程中的燃烧爆炸范围和低温冻伤范围的变化。研究结果对LNG设施的安全管理具有参考意义。
对比分析了LNG(液化天然气)加气站3种BOG(蒸发气)回收方式,指出采用大冷量斯特林制冷机的BOG再液化回收技术,不仅解决了传统回收方式对天然气管网和CNG(压缩天然气)站的依赖,而且实现了液化天然气储运过程中的"零排放",经济和社会效益显著。在此基础上,探讨了单级整体式斯特林制冷机的制冷能力以及BOG的液化量,试验和计算结果表明:单级斯特林制...
船用蒸汽蓄热器的充汽过程涉及复杂的汽液两相质量、能量传递过程,其充汽特性对于舰载机弹射过程至关重要。借助小型船用蒸汽蓄热器实验系统进行了不同运行条件下的充汽特性实验。实验结果表明:在充汽过程中工质水的温度出现了分层现象,蓄热器底层水温较低,上层水温较高;充汽结束后蓄热器压力随着其内部工质由非平衡态过渡为平衡态的过程出现反...
为了深入研究燃料电池内部传热传质之间的关系,以自制的薄膜传感器为测量单元,实现了燃料电池内部温度和热通量的同步在线测量。实验结果表明自制的薄膜传感器可以测量膜电极表面的瞬态变化,且传感器对电池性能的影响较小;同步测量的数据显示,放电过程中温度的动态响应要迟于热流的动态响应,由于膜电极热导率的变化以及甲醇窜流的影响,相对于温...
液化天然气液化后的体积仅为原体积的1/625,十分有利于运输和储存。丙烷预冷混合制冷剂液化工艺是目前最常用的天然气液化工艺,该工艺结合了级联式液化流程与混合制冷剂液化流程的优点,既高效又简单,目前世界上80%以上的基本负荷型天然气液化装置采用了此流程。由于实际情况中原料气的入口压力、温度、组分均存在变化的可能,需要针对工艺的原料...
为了模拟中间流体气化器(IFV)中中间介质丙烷的换热情况,设计并搭建了一个IFV换热模拟实验台。采用水作为热源,冷氮气为冷源,在两个套管式光滑圆管中进行了丙烷的沸腾和冷凝换热实验,分析了水入口温度、水流量和实验管倾斜程度对丙烷换热的影响。结果发现丙烷的沸腾传热系数随着热通量的增大而增大,换热管倾斜时,其换热有所增强,实验值与Cooper...
建立了浸没燃烧式气化器(SCV)传热管的传热计算模型,给出了计算流程,并且通过实际运行参数验证了模型的准确性。基于该模型计算分析了某型SCV额定工况时管内外的温升曲线以及传热系数曲线;讨论了LNG流量、入口参数以及壁面污垢热阻对水浴温度的影响;根据计算结果提出了加装管内扰流装置以强化传热,当管内传热强化系数为3.0时可在原结构基础上使...
对LNG输送管道与其周围环境之间的耦合传热过程进行分析,包括管道与保温层之间的导热以及保温层与周围环境之间的对流传热和辐射,并对LNG输送管道的冷量损失进行了较为完整的分析和计算。用数值仿真对管道周围的流场和温度场进行模拟和分析,比较了不同厚度的保温材料、Reynolds数、环境温度以及阳光辐射等对冷量损失的影响。结果表明保温材料特...
基于微分浅水方程对液化天然气(LNG)从不同类型的储罐中泄漏并在水面扩散的过程进行了模拟。通过低温液体扩散形成的液池的最大半径和生命周期对出流孔尺寸、液池形状和储罐形状进行了评估。对泄漏量为12500m3的LNG泄漏过程的模拟计算表明,液池的最大半径与出流孔径表现出较好的Boltzmann非线性关系。对不同形状的液池和不同形状的储罐进行模拟...
利用一维数值计算与CFD数值模拟的方法对中间介质气化器中超临界LNG的换热情况进行了研究。分析了工作压力与质量流量对LNG超临界换热的影响。结果表明在较低压力下,超临界LNG的传热系数及壁温会出现波动的现象,而改变质量流量对这种现象影响不大。除此之外,数值模拟结果表明,低流量工况下,超临界LNG在临界区附近由于物性的剧烈变化会发生传热恶...
若用户需要出版服务，请联系出版商，地址：北京市东城区青年湖南街13号，邮编：100011。
