本文關鍵詞：LNG-FSRU再氣化系統(tǒng)及冷能利用研究

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【摘要】：LNG-FSRU(LNG浮式儲存再氣化裝置)是一種優(yōu)點突出的新型海上LNG接受終端,近年來在全球范圍內迅速發(fā)展。再氣化系統(tǒng)是其關鍵部分,與陸上接受終端再氣化系統(tǒng)不同;LNG-FSRU上有限的安裝空間、多變的海上作業(yè)環(huán)境,對再氣化系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和結構緊湊性等提出了更高要求。LNG再氣化過程功能需求量大,同時釋放巨大冷能(8MPa壓力下每千克LNG氣化升溫至25℃釋放約730kJ冷能),若能將這部分冷能合理、有效用于發(fā)電,則LNG-FSRU便可成為一種集天然氣外輸與電能供給于一體的海上能源站。查閱、分析并總結大量國內外文獻,了解LNG-FSRU再氣化系統(tǒng)的技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。以中間介質式再氣化系統(tǒng)為主要研究對象,研究分析了系統(tǒng)運行特性,并就以低溫朗肯循環(huán)為技術手段的冷能利用系統(tǒng)展開探究。對于中間介質式再氣化系統(tǒng),在R290、R600a、R717、R12四種工質中,R290綜合性能良好,為優(yōu)選工質。系統(tǒng)運行過程中,LNG氣化壓力越高海水消耗質量和R290循環(huán)質量均越小,這對減小系統(tǒng)模塊空間占用率有積極意義。再氣化系統(tǒng)中LNG高壓泵的耗功較大,氣化壓力為8MPa和10MPa時,其耗功在系統(tǒng)總耗功中占比分別為45.9%和53%。LNG氣化器出口天然氣溫度直接決定其熱負荷,兼顧系統(tǒng)經(jīng)濟性和運行可靠性,認為LNG氣化器熱負荷占系統(tǒng)總熱負荷的70%-80%較合適。此外,適當降低R290工作壓力,可減小其與LNG的質量倍率。對于單級低溫朗肯循環(huán)冷能利用式再氣化系統(tǒng),R143a、R152a、R290、R717、R134a、R1270六種工質中,從工質循環(huán)量、凈輸出功、系統(tǒng)?效率、環(huán)保性等對比分析認為:R290為優(yōu)選循環(huán)工質。LNG氣化壓力8MPa、工質蒸發(fā)溫度15℃時,系統(tǒng)?效率為8.1%,系統(tǒng)的?損失主要發(fā)生在工質冷凝器中(LNG氣化器),占系統(tǒng)總?損失的67.3%。對于兩級低溫朗肯循環(huán)冷能利用式再氣化系統(tǒng),以R290為高溫級循環(huán)工質時,在R23、R116、R170三種工質中,以R170為優(yōu)選低溫級循環(huán)工質。相對于單級系統(tǒng),同樣的LNG氣化壓力和工質蒸發(fā)溫度下,系統(tǒng)?效率可提高至15.6%,兩級系統(tǒng)冷能利用率明顯優(yōu)于單級系統(tǒng)。熱源海水溫度對系統(tǒng)凈輸出功影響較大,海水溫度由20℃升至30℃時,系統(tǒng)凈輸出功增大10.53%。
【關鍵詞】：LNG-FSRU 再氣化系統(tǒng) 冷能利用 ?分析
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE96
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題研究背景及意義11-15
• 1.1.1 天然氣能源的優(yōu)勢和戰(zhàn)略地位11
• 1.1.2 LNG接受站11-15
• 1.1.3 LNG冷能利用15
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢15-17
• 1.3 課題研究內容與方法17-19
• 第2章 LNG-FSRU 再氣化系統(tǒng)及模擬方法19-31
• 2.1 LNG基本物性19-20
• 2.2 LNG-FSRU再氣化系統(tǒng)20-25
• 2.2.1 LNG氣化器介紹20-21
• 2.2.2 中間介質式再氣化系統(tǒng)提出21-23
• 2.2.3 LNG高壓泵組23-24
• 2.2.4 系統(tǒng)材料24-25
• 2.3 系統(tǒng)模擬及模擬軟件介紹25
• 2.4 熱力學方法選取25-27
• 2.5 設備計算模型27-29
• 2.5.1 泵模型27-28
• 2.5.2 換熱器模型28
• 2.5.3 透平膨脹機模型28-29
• 2.5.4 分流器模型29
• 2.6 本章小結29-31
• 第3章 基本型中間介質再氣化系統(tǒng)模擬研究31-45
• 3.1 LNG氣化過程熱力學特性31-34
• 3.1.1 不同壓力下的氣化過程及吸熱量31-32
• 3.1.2 組成對氣化吸熱量影響32-34
• 3.2 中間介質再氣化系統(tǒng)模型及中間介質選擇34-36
• 3.2.1 中間介質再氣化系統(tǒng)模型34
• 3.2.2 中間介質選擇34-36
• 3.3 再氣化系統(tǒng)實用氣化量背景下的模擬分析36-43
• 3.3.1 氣化量及計算工況36-37
• 3.3.2 LNG氣化壓力的影響37-40
• 3.3.3 LNG氣化器出口NG溫度的影響40-42
• 3.3.4 中間介質循環(huán)參數(shù)的影響42-43
• 3.3.5 海水進出口溫差的影響43
• 3.4 本章小結43-45
• 第4章 再氣化系統(tǒng)冷能及其利用技術45-59
• 4.1 LNG冷能特性分析45-47
• 4.1.1 LNG冷量?概念45-46
• 4.1.2 超臨界壓力下LNG冷量?釋放特性46-47
• 4.2 LNG冷能利用技術47-50
• 4.3 直接膨脹方式50-52
• 4.3.1 直接膨脹發(fā)電系統(tǒng)模型及計算參數(shù)50-51
• 4.3.2 直接膨脹發(fā)電系統(tǒng)計算結果及分析51-52
• 4.4 低溫朗肯循環(huán)方式52-57
• 4.4.1 低溫朗肯循環(huán)系統(tǒng)熱力學特性計算模型53-55
• 4.4.2 低溫朗肯循環(huán)工質特點及選擇原則55-57
• 4.5 本章小結57-59
• 第5章 低溫朗肯循環(huán)冷能利用式再氣化系統(tǒng)研究59-79
• 5.1 單級低溫朗肯循環(huán)冷能利用式再氣化系統(tǒng)59-67
• 5.1.1 單級低溫朗肯循環(huán)工質選擇59-60
• 5.1.2 計算參數(shù)60-61
• 5.1.3 計算結果及分析61-64
• 5.1.4 單級循環(huán)系統(tǒng)設備?分析64-67
• 5.2 兩級低溫朗肯循環(huán)冷能利用再氣化系統(tǒng)67-74
• 5.2.1 兩級低溫朗肯循環(huán)冷能利用式系統(tǒng)的提出67-68
• 5.2.2 高溫級循環(huán)工質選擇68
• 5.2.3 低溫級循環(huán)工質選擇68
• 5.2.4 計算參數(shù)68
• 5.2.5 計算結果及分析68-71
• 5.2.6 兩級循環(huán)系統(tǒng)設備?分析71-74
• 5.3 低溫朗肯循環(huán)冷能利用式再氣化系統(tǒng)實際水溫條件工作分析74-77
• 5.3.1 海水水溫條件影響74-76
• 5.3.2 氣化壓力影響76
• 5.3.3 經(jīng)濟收益76-77
• 5.4 本章小結77-79
• 第6章 結論和展望79-81
• 參考文獻81-85
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文85-87
• 致謝87

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本文編號：1134722