国家科技重大专项(2011ZX05026-006-07)
- 作品数：14 被引量：85H指数：8
- 相关作者：李玉星朱建鲁王武昌潘红宇胡其会更多>>
- 相关机构：中国石油大学（华东）中国石油大学中海石油气电集团有限责任公司更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程一般工业技术化学工程更多>>
- LNG冷箱中降温过程的动态模拟并行计算被引量：2
- 2014年
- 由于单核计算无法承担LNG冷箱中降温过程动态模拟的高负荷,采用共享内存模式下的对称多核并行计算方法实现带预冷的氮膨胀液化流程中冷箱降温过程的动态模拟。动态模型中,板翅式换热器采用一维模型,压缩机、膨胀机和节流阀按稳态元件处理;并行方法中,根据并行机特征和液化流程特点进行计算单元的划分及边界耦合,利用路障对每个积分步进行同步控制,通过显式的函数调用进行单元间通信。将模拟结果与试验数据进行对比,验证动态模型和并行方法的合理性。模拟结果表明:工质的降温速率主要取决于膨胀机多变效率;该并行方法使模拟进程加速23倍,计算结点效率是单核计算的3.83倍。
- 王琳李玉星朱建鲁王娅婷盛欢欢王武昌
- 关键词：天然气液化多核并行计算
- 丙烷预冷混合制冷剂液化工艺原料气敏感性分析被引量：8
- 2015年
- 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气敏感性进行动态仿真分析。通过分别添加原料气压力、温度、组分的扰动,得到了各个工艺系统的动态响应。结果表明:当丙烷预冷混合制冷剂液化工艺分别存在原料气压力、温度、组分扰动时,各个系统均能在一段时间后重新恢复稳定,稳定时间为20~250min。验证了丙烷预冷混合制冷剂液化工艺在原料气入口条件扰动时的稳定性和可靠性。
- 潘红宇李玉星朱建鲁
- 关键词：混合制冷剂天然气动态仿真稳定性
- CO_2预冷双氮膨胀天然气液化工艺的海上适应性分析被引量：9
- 2012年
- 优选出的CO2预冷双氮膨胀制冷液化工艺提高了液化效率,增大了天然气液化处理能力,但其海上作业适应性还有待考察。为此,通过流程模拟和火用分析,对CO2预冷、丙烷预冷和混合冷剂双氮膨胀制冷液化工艺流程进行了对比,并从热力学角度出发,分析了CO2预冷双氮膨胀制冷液化工艺对原料气物性(温度、压力、组成)、流程操作参数(CO2节流后的温度)以及CO2纯度的敏感性,对其海上适应性做出了评价。结论认为:该工艺可适用于海况恶劣的环境,其对原料气温度、压力和组成变化不敏感,适合于中到大规模的天然气液化生产。最后,为保证流程的安全、高效运行,提出了该工艺应用中需注意的3个问题:①压缩机水冷器温度应低于31.1℃;②CO2预冷温度应超过-53℃;③CO2杂质含量应控制在1%以内。
- 朱建鲁李玉星王武昌刘永浩谢彬喻西崇
- 关键词：液化工艺敏感性
- 板翅式换热器不同气液入口分配方式的分配性能对比分析被引量：11
- 2014年
- 采用计算流体动力学方法对换热器单层通道处的气液相＂先混合、后分配＂的传统入口分配方式（方式A）和气液相＂先分配、后混合＂的新型入口分配方式（方式B）分别进行数值模拟。通过分析气液总流量在0.078~0.291 kg/s和液相质量分数在7.8%~91.4%内的换热器入口气液流量分布的不均匀度和流量标准方差等评价指标,对两种入口分配方式的分配性能进行评估。结果表明：相同流量条件下,方式B比方式A的气液分配不均匀度更小。流量的增大会导致两种方式的气液分配不均匀度升高,其中方式A的气液分配不均匀度增幅更大。随着液相质量分数增加,方式A的气液不均匀度降低,方式B的气液分配不均匀度小幅升高,但方式B的气液分配不均匀度一直比方式A小,且保持较低值。方式B比方式A更能有效地提高板翅式换热器的流体流动分配均匀性。
- 李焱李玉星胡其会王武昌谢彬喻西崇
- 关键词：气液两相流板翅式换热器
- LNG接收终端工艺流程动态仿真被引量：14
- 2013年
- LNG接收终端的主要功能是接收、储存和再汽化LNG,并通过天然气管网向电厂和城市用户供气。通过建立接收终端各设备的动态模型,增加了必要的控制系统,对流程进行了动态仿真,针对接收终端季节调峰、卸船和储罐超压3种工况进行了案例分析,得到了以下结论:接收终端调峰期间,外输泵、罐内泵功耗变化规律与外输天然气流量变化规律一致;卸船工况主要对压缩机功耗、再冷凝器入口BOG及LNG流量有影响,整个卸船过程一般需要13h左右;储罐超压过程中,由于压缩机负荷的调节,对压缩机功耗、再冷凝器压力、再冷凝器入口BOG及LNG流量有较大影响,整个超压事故持续时间为15.2h;对接收终端工艺的设计和运行提出了建议。
- 朱建鲁李玉星王武昌多志丽谢彬喻西崇
- 关键词：动态仿真季节调峰卸船
- FLNG系统液化过程模拟及火用效率分析
- 2016年
- 浮式天然气液化是新兴的海上油气开发技术,但受到海洋环境和船体场地限制,天然气液化时耗功高、效率低,须开展浮式LNG制冷流程模拟及系统火用效率分析优化液化流程.以筛选的P-R方程为天然气液化相平衡计算基础,对天然气液化流程中压缩机、混合器、多股流换热器等设备的热力过程进行模拟;同时基于火用分析原理分析系统中各设备的火用损失,绘制系统的火用流图;揭示能量消耗的主要环节.用敏度分析法计算系统中主要设备的敏度,分析设备对系统火用效率的影响.结果表明:当设备位于系统的主干部位,权重大时,设备的敏度高;系统中各设备的敏度均为正值,即改进任意系统中任一环节火用效率,系统火用效率均提高;换热器和节流阀的敏度相对高,是改善系统效率的最有利环节;而压缩机是制冷系统中主要的火用损失设备,但却不是敏度最大设备.压缩机火用损失最大,占总火用损失的61.44%,节流阀占18.17%,换热器与散热器分别占9.32%和11.07%.
- 沈玉英李健林日亿喻西崇
- 关键词：火用分析敏度分析
- C3/MRC液化工艺中丙烷压缩机控制方式优选被引量：1
- 2015年
- 通过动态仿真技术分别模拟了大回流、逐级回流和末级回流三种回流方式应用在C3/MRC液化工艺中丙烷压缩机的适应性。在此基础上分别添加高压处控制和低压处控制,比较了当改变控制器的设定值时丙烷系统所受到的影响以及控制器的响应速度。结果表明:丙烷压缩机采用逐级回流高压处控制的方式可以满足液化工艺所要求的良好的稳定性与较快的响应速度。
- 潘红宇李顺丽李玉星朱建鲁
- 关键词：液化工艺压缩机动态仿真
- 一种新型板翅式换热器气液分配器分配特性的敏感性分析被引量：22
- 2013年
- 两相流动分配不均是影响板翅式换热器换热效率的主要因素。传统的'先混合,后分配'方法不能解决在导流翅片中流向突变时气液分离引起的气液两相流体分配不均问题,因此采用'先分配,后混合'的理念提出了一种新型的气液分配器,气体和液体分别从各自的通道进入分配器,在分配器内均匀混合后进入换热器的翅片换热通道进行换热。通过对分配器内部流场的数值模拟,发现:分配器的气液分配不均匀度随流量的增加而增加,且不均匀度受液相流量的影响比气相大。该气液分配器的气液分配不均匀度相比传统封头结构降低了一个数量级,能够有效改善板翅式换热器层间通道的气液分配特性,提高板翅式换热器的换热效率。
- 李焱李玉星胡其会王武昌谢彬喻西崇
- 关键词：板翅式换热器数值模拟
- 倾斜状态下板翅式换热器封头工质分配特性的实验研究被引量：11
- 2014年
- 海上平台受到海浪的作用会发生晃动和倾斜,从而影响板翅式换热器的入口工质分配特性。通过空气—水两相工质分配实验系统,分别进行封头结构水平状态和倾斜状态下的单相以及气液两相实验,获得不同实验工况下的封头工质分配特性,研究倾斜对封头工质分配的影响,从而为换热器的安装及工艺的改进提供依据。结果表明:水平状态下工质分配受惯性力的影响,不均匀度随雷诺数和气液比的增加而增大;倾斜状态下流体受到惯性力和重力的双重影响,工质分配均匀程度显著低于水平状态,倾斜角越大工质分配越不均匀,气液比越大工质分配受倾斜影响程度越大;固定封头或安装换热器时应严格保证其水平/竖直状态,或者通过液化工艺及换热器设计的改进消除倾斜的影响。
- 朱建鲁季鹏李玉星王武昌高嵩
- 关键词：板翅式换热器封头结构气液两相
- 丙烷预冷混合制冷剂液化工艺控制方式优选被引量：4
- 2016年
- 丙烷预冷混合制冷剂流程是目前最常用的天然气液化流程,该流程结合了级联式液化流程与混合制冷剂流程液化流程的优点,既高效又简单。由于实际情况中存在外界因素的干扰,需要控制器来维持液化装置的稳定,因此需要针对液化工艺的控制系统进行动态仿真分析。通过动态仿真技术分别模拟了液位控制、温度控制和串级控制应用在丙烷预冷混合制冷剂工艺各系统中的适应性,在此基础上通过改变控制器的设定值得出液化工艺系统的响应以及恢复稳定所需要的响应时间,从而得出各个系统最优的控制方式。结果表明:在丙烷预冷混合制冷剂液化工艺中,丙烷预冷系统采用液位控制或串级控制,混合制冷剂系统采用液位控制,天然气系统采用串级控制时系统具有较好的稳定性和较快的响应速度。
- 潘红宇李顺丽李玉星朱建鲁
- 关键词：制冷剂液化工艺动态仿真
