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天然气部分液化工艺计算 范学军, 袁树明, 杜建梅, 常玉春, 于建国 中国市政工程华北设计研究总院,天津 300074 摘 要 提出了压力罐储存、 常压罐储存的天然气部分液化工艺流程, 结合实例进行了液化 工艺计算。 关键词 液化天然气; 部分液化; 压力罐储存; 常压罐储存; 工艺计算 中图分类号TU996 文献标识码A 文章编号1000- 4416 2010 07- 0A40- 03 Process Calculation of Partial Liquefaction of NaturalGas FAN Xuejun, YUAN Shu m ing, DU Jian me,i CHANG Yuchun , YU Jianguo Abstract The process flow of partial liquefaction of natural gas stored in pressurized and at mos pheric tanks is presented . The liquefaction process calculation is perfor m ed . Key words LNG; partial liquefaction ; pressurized tank storage ; atmospheric tank storage ; process calculation 天然气部分液化用以调峰, LNG可采用压力罐 储存, 也可采用常压罐储存, 二者计算方法略有区别。 1压力罐储存 LNG采用压力罐储存时天然气部分液化流程 见图 1 。 1 . 1 流程说明 当 LNG储罐为压力罐时, 可利用增压机将 膨胀前天然气压力提高, 可提高至 7 8MPa, 具体 视换热器的承压能力而定, 可利用膨胀机的输出功 率 80 左右。 膨胀后天然气温度已达深冷温度, 故天然 气不仅需脱水, 还需脱碳。 阀 1 3为切换阀, 开始运行时打开阀 1 , 关阀 3 、 2 。当膨胀机开始输出功时, 逐渐关闭阀 1 , 同时逐渐打开阀 2 、 阀 3 。 ∀ 为膨胀机正常运行, 应控制其出口温度, 使 在出口压力下的气体液化率 5 。 膨胀天然气出预冷器温度若低于露点, 则 必须设置分离器 1 。 ∃ 为方便计算, 分离器 2气相出口不进入过 冷器, 而直接进入液化器。 1 . 2 工艺计算 1 . 2 . 1 已知条件 净化后天然气各组分摩尔分数如下 CH4 0. 950 33n- C5H120 . 000 20 C2H60 . 034 47i- C5H120 . 000 41 C3H8 0 . 006 18n- C6H140 . 000 70 n- C7H160 . 001 12N20 . 005 47 i- C7H16 0 . 001 12 天然气温度为 35 , 压力 绝对压力, 以 下同 为 4 . 1MPa。 天然气流量为 70 液化器 需冷量 555 . 884 k W, 供冷量 555 . 894 k W; 过冷器需 冷量 294 . 283 k W, 供冷量 294 . 289 k W。 计算结果分析 3个换热器供冷量均略大于需 冷量。若反之, 则应减小液化率, 以试算的方法求 之。上述条件下液化天然气收率为 20 . 51 。 增压后天然气的压力 ∋A 41∋ www. watergasheat . com范学军, 等 天然气部分液化工艺计算第 30卷 第 7期 a . 膨胀机输出功率 经计算, 在入口 T17 260K、 p17 7 . 0MPa 、 出口 p16 0 . 6MPa时, 膨胀机输出功率 P1 676 k W。 b. 膨胀机输出功率可使天然气增加的压力 设天然气增压至 7MPa , 求自 4 . 1MPa增至 7 . 0 MPa需功率 P2 570 k W, P1/P2 1 . 185 , 则可确定 天然气增压后的压力可达 7 . 0MPa , 膨胀机的输出 功约可全部有效利用。确定升压后天然气的压力 时, 需考虑换热器的耐压能力。 2常压储罐 当液化量较大时, 压力罐数目较大, 占地面积随 之增大, 在条件不允许时需采用常压储罐储存。 LNG采用常压储罐储存时的天然气部分液化 流程见图 2 。 图 2LNG采用常压储罐储存时的天然气部分液化流程 与前流程不同的是, LNG储罐改为常压储罐, 由此引起节流阀 2的低压闪蒸气量加大, 故将膨胀 机的输出功用于加压低压闪蒸气。 工艺计算与前流程不同的是节流后压力为0 . 12 MPa , 气相分率为 37 . 375 , 因此 LNG收率低, 约为 13. 8 , 膨胀功有效利用 80 左右, 其余计算方法 与前流程相同。 作者简介 范学军 1962- , 女, 浙江宁波人, 高级工程 师, 大学, 从事城市燃气工程的设计工作。 电话 022 23545444 E- mail ysm- 2001 163 . co m 收稿日期 2010- 01- 15 ; 修回日期 2010- 01- 30 ∋A 42∋ 第 30卷 第 7期煤 气 与 热 力www. watergasheat . com