三、lng 空溫式氣化器傳熱傳質特性分析
液化天然氣在空溫式翅片管氣化器中的氣化過程是管內流動沸騰相變和空氣側自然對流傳熱過程的耦合。低溫液化天然氣在翅片管內流動，在溫差的驅動下熱量由空氣經過翅片、基管傳給管內液化天然氣，管內液化天然氣溫度升高至泡點后開始氣化并升溫，與此同時，翅片管外側近壁處空氣溫度降低，密度增大，產生自然對流。常用的空溫式翅片管氣化器的進口設在氣化器底部，出口設在氣化器上部，啟動時，lng 從底部流入氣化器，在流道內吸熱氣化，溫度沿管長方向不斷上升，終從出口流出。
四、lng 空溫式氣化器單根翅片管數值模擬
lng 在空溫式氣化器內氣化的整個過程為自然對流、導熱、-對流及沸騰相變的耦合問題，有實際意義的物理問題大多無法獲得解析解，只能采用數值計算的方法。數值模擬將數學分析理論、物理模型、裝置設計等結合起來，以計算機為操作平臺，短時間內可對物理幾何參數分布廣的模型進行計算，有助于對客觀物理規律的研究，而且具有研究周期短、節省費用的優勢，在工程設計和研究中有著積極的作用。
在實際操作中應利用數值模擬方法，在空氣側自然對流和管內相變條件下對影響空溫式氣化器單根翅片管傳熱性能的幾何參數、空氣溫度及流速進行研究。在對lng空溫式氣化器單根翅片管的傳熱傳質過程進行數值模擬時，首先，可利用fluent軟件(一種求解流動與傳熱等問題的大型數值模擬軟件)進行計算并應用數學模型進行模擬， 使用 gambit 建立幾何模型并進行合理的網格劃分，確定模型中邊界條件的類型及輸入參數，編寫 udf 自定義程序描述 lng 沸騰相變過程，可得到溫度場和速度場等勢圖，以及管內氣化率和溫度沿管長的分布，-要注意分析下翅片外側空氣溫度和翅片管內 lng 入口流速對空溫式氣化器單根翅片管傳熱性能的影響。
五、結論及注意事項
1、空溫式氣化器不消耗外加能源，氣化能耗費用低，在我國南方地區得到廣泛-與應用。
2、將翅片管外側空氣自然對流、固體導熱和翅片管內 lng 氣化相變過程進行耦合，采用切割 shadow 面的方法-流固耦合界面熱邊界條件的一致性，可以更合理地模擬了 lng 空溫式翅片管氣化器的傳熱傳質過程，使計算更趨精1確化。
3、通過對翅片管傳熱傳質過程進行數值模擬，可得到翅片管橫截面的溫度場和速度場分布、管內截面平均氣化率和溫度沿管長的變化以及傳熱系數等，能更直觀地描述 lng 在翅片管內氣化的整個傳熱傳質過程。
4、要注意空氣溫度變化對翅片管傳熱性能的影響。在 280k-300k 范圍內，隨著空氣溫度升高，總換熱量增大，純液相段長度縮短，天然氣出口溫度增大，即空氣溫度越高，翅片管的傳熱性能越好，擴大了空溫式氣化器的應用范圍。
5、要注意分析 lng 入口流速對翅片管傳熱性能的影響。流速在 0.03-0.09m/s 范圍內，隨著流速的增大，翅片管總換熱量和內管對流傳熱系數增加，但進出口焓差減小，氣態天然氣的出口溫度降低，應綜合考慮多個換熱指標的變化趨勢，來確定哪一個結構尺寸的翅片管的1佳入口流速。
天然氣是一種-能源，其主要成分是-，具有燃燒熱值高、污染少的特點。發展我國的lng工業，可以有效利用天然氣資源，-我國以煤炭為主的能源結構，減少環境污染，解決能源供應日趨緊張的局面。因此，了解天然氣工程的管理及優化就顯得尤為重要。
1.生產線路的管理
lng工廠的總產量與單線生產規模的增加，都可以減少lng工廠的投資。一般說來，出于生產-性的考慮，nlg工廠配置不只一條生產線。在生產線數目相同的情況下，隨著生產規模的擴大，投資費用的增加并不明顯，所以增加單線生產規模，可以收到1大的規模效益。在總產量一定時，單線生產規模的擴大可以減少生產線的數目，不僅縮短了工廠建設周期，還節省了大量設計、采購和建設承包商的費用。但是，這并不意味著所有情況下生產線的規模越大越好。nlg工廠的生產規模要受到天然氣資源的儲量和lng市場需求情況的制約[3]。因為，隨著生產規模的擴大也可能會帶來產品銷售的問題。但是，隨著lng工廠設計和管理經驗日趨豐富， 同時lnc市場的供貨渠道也不斷增加，這都減少了配置多條生產線-產品供應的重要性。在天然氣儲量和nlg市場需求不-滿足多條生產線要求的情況下，可以考慮只配置一條生產線，以后條件許可時再擴建生產線的規模。
2.設計余量的管理
現代nlg工廠的設計是在吸取了30多年來lng工廠的設計、運行經驗的基礎上逐漸發展起來的。而在lng工業發展早期，由于技術不成熟，設計原則較為保守，設計余量取值較大。它基于生產者和購買者之間達成的這樣一個共識，液化天然氣廠家，即完成契約的義務，液化天然氣批發，-lng供應的安全與-。隨著lng技術的發展和人們管理運行經驗日趨成熟和豐富，工廠設計的風險系數可以適當減小。確定設計余量一般主要考慮以下因素：(1)設備的老化情況;(2)原料氣參數以及運行中流程參數的變化;(3)設計誤差以及設備尺寸的-。一般而言，設技余量取為總設計產量的8%一12%。
(一)天然氣預處理
天然氣預處理是指脫除天然氣中硫1-、-、水分、重烴和gong等雜質，以免這些雜質腐蝕設備及在低溫下-而堵塞設備和管道。脫水主要有冷卻、吸收、吸附3種脫水方法，天然氣從地層開出后，常含有水蒸氣，還含cos、c02、h2s及rsh等一些酸性氣體，這種天然氣由于含酸性氣體，常被稱為酸性氣或含硫氣。酸性氣體對人身有害，對設備管道有腐蝕，由于其沸點較高，降溫過程中易析出固體，因此一定要進行脫除，通常采用-法和分子篩吸附進行脫酸。
(二)天然氣液化操作工藝
通常天然氣液化工藝操作原理包含以下幾方面內容：
1、混合制冷劑液化操作工藝
混合制冷工藝多采用烴類混合物作為制冷劑，代替階式制冷工藝中多個純組分。其制冷劑組成根據原料氣組成和壓力而定，利用多組分混合物中重組分先冷凝、輕組分后冷凝特性，將其依次冷凝、分離、節流、閃蒸得到不同溫度級冷量。另外，據混合制冷劑是否與原料天然氣相混合，分閉式和開式兩種混合制冷工藝。
2、級聯式制冷液化操作工藝
級聯式液化流程中較低溫度級循環，將熱量轉移給相鄰較高溫度級循環，主要應用于基本負荷型天然氣液化裝置。比如-和-等，透過多個制冷體系分別和天然氣完成換熱，使天然氣溫度能逐漸降低至液化基本要求。
3、膨脹制冷操作工藝
膨脹制冷工藝，是利用高壓制冷劑通過透平膨脹機絕熱性能，并使用克勞德循環制冷技術完成天然氣液化操作，氣體在膨脹機中膨脹降溫時，能輸出功，液化天然氣供應，可用于驅動流程中的壓縮機。據制冷劑不同，紹興液化天然氣，膨脹機制冷循環可分氮氣膨脹液化流程、氮氣--混合膨脹液化流程和天然氣直接膨脹液化流程。這類流程簡單、調節靈活、工作-、易啟動、易操作、維護方便、投資省，但能耗略高。
(三)天然氣液化裝置
液化裝置通常用基本負荷型和調峰型兩種，基本負荷型是一種大型液化裝置，可用于當地使用或外運。該裝置液化單元大都使用級聯式液化或混合制冷劑液化兩種流程。目前新建與擴建的基本負荷型天然氣液化裝置，基本上都使用-預冷混合制冷劑液化流程。調峰型液化天然氣裝置一般用于調峰負荷或補充供應冬季燃料，以液化方式儲存在低峰負荷時過剩的天然氣，用于高峰或緊急情況。該裝置在匹配峰荷和增加供氣-性方面發揮著重要作用，可-的提高管網經濟性。
調峰型天然氣液化裝置與基本負荷型天然氣液化裝置相比，屬于小流量天然氣液化裝置，由于生產規模相對較小，不適合于連續運行，它的液化部分一般使用帶膨1脹劑液化和混合制冷劑液化流程。
(四)運輸
當天然氣處于液態時，其密度為標準-的625倍。也就是說，1立方的液化天然氣等同于625立方的天然氣。因此，相比于天然氣的氣態形式，液化后的更方便于運輸和貯存。天然氣液化后體積能縮小600多倍，將更便于經濟安全的運輸。從輸氣經濟性方面考慮，陸上3000千米左右運距內，利用管道輸氣比較經濟，當超過3500千米后，用船運方式優勢更為明顯，能夠使大量風險性管道投資有效降低，節約運輸成本。
液化天然氣船建造技術的不斷發展提高了液化天然氣的運輸效益，主要體現在日氣化率降低及蒸發氣回收利用上。目前應用的液化天然氣船，由于大都沒有再液化裝置，動力燃料主要利用消耗蒸發氣，而不進行回收液化。液化天然氣由于具有高1效、清潔、-的優點，因此被列入開發利用的重點能源。液化天然氣船的建造可滿足進口液化天然氣運輸能力的需要。
登錄后臺
