丙烷预冷混合冷剂液化工艺在海上FLNG装置的适应性动态仿真分析

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FLNG液化系统动态特性分析

FLNG液化系统动态特性分析林日亿;李小明;李健;喻西崇;李玉星;孙兴科【摘要】对浮式液化天然气(FLNG)液化系统中丙烷预冷氮膨胀制冷循环的主要设备建立动态模型,以模拟的液化流程参数为初始参数,对丙烷预冷氮膨胀制冷循环在不同扰动形式下进行动态模拟.结果表明:FLNG制冷系统具有很强的惯性特性,并且对海洋晃动的反应非常明显；对同样信号形式,丙烷预冷剂扰动对LNG出口温度响应强度较小、跟踪误差大,同时响应时间比氮气扰动时响应时间短.【期刊名称】《中国石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(037)004【总页数】6页(P155-160)【关键词】浮式液化天然气;开环响应系统;动态分析;特性【作者】林日亿;李小明;李健;喻西崇;李玉星;孙兴科【作者单位】中国石油大学储运与建筑工程学院,山东青岛266580;中国石油大学储运与建筑工程学院,山东青岛266580;中石化天津液化天然气有限责任公司,天津300457;中海油研究总院技术研发中心深水工程重点实验室,北京100027;中国石油大学储运与建筑工程学院,山东青岛266580;陕西金山电器有限公司,陕西咸阳712000【正文语种】中文【中图分类】TE951;TE626.7天然气广泛应用于发电、居民生活、工业原料和汽车燃料等行业［1］。

中国因大型天然气气田较少，国产天然气不能满足实际需求，迫切需要发展高度集成的FLNG船技术。

但是，FLNG制冷系统在实际运行中天然气物性参数和外界环境等都会随时间变化，同时由于受到海洋环境中波浪、潮汐以及深海低温冷却水的影响，液化系统处于动态变化过程。

因此，对FLNG液化系统的动态特性研究对于提高制冷循环的运行效率，指导实际生产具有重要的意义。

笔者对FLNG液化系统中丙烷预冷氮膨胀制冷循环的主要设备建立动态模型，以模拟的液化流程参数为初始参数，对丙烷预冷氮膨胀制冷循环在不同扰动形式下进行动态模拟。

1 天然气液化系统响应模型天然气液化系统主要由压缩机、阀门、换热器及调节器等组成，设备多，流程复杂。

浮式液化天然气生产储卸装置(FLNG)的系统可靠性评估

浮式液化天然气生产储卸装置（FLNG）的系统可靠性评估随着全球对清洁能源的需求不断增长，液化天然气（LNG）已成为一种受欢迎的选择。

为了开发和利用海洋上的天然气资源，浮式液化天然气生产储卸装置（FLNG）被广泛应用于近海和远海地区。

然而，由于恶劣的环境条件和复杂的工作流程，FLNG系统的可靠性评估至关重要。

FLNG系统包括天然气采集、液化、储存和卸载等环节，其设计和运营需满足高度安全和可靠性的要求。

可靠性评估在系统设计阶段和运营阶段都起着重要的作用，能够帮助工程师和操作人员确定系统的可靠性水平并采取措施提高其可靠性。

在FLNG系统设计阶段，可靠性评估需要考虑多个方面。

首先，对于每个子系统，需要评估其可靠性水平以及存在的潜在故障模式。

这可以通过系统的可靠性块图和失效模式与影响分析（FMEA）来完成。

其次，还需要考虑不同工作条件下的系统可靠性，在设计中充分考虑到恶劣环境下的振动、温度、腐蚀等因素。

此外，还需要对系统的备件和维修策略进行评估，确保在系统故障时能够及时修复。

一旦FLNG系统设计完成并投入运营，可靠性评估的工作并没有结束。

在系统运营阶段，需要持续监测系统的可靠性并采取相应的措施。

这可以通过故障记录和故障树分析来实现。

故障记录可以帮助确定系统中存在的潜在问题，并采取预防性维护措施。

故障树分析可以帮助确定故障发生的可能性和影响，并帮助系统的改进。

为了提高FLNG系统的可靠性，可以采取多种措施。

首先，选择可靠性高的设备和材料，使用高质量的制造和安装工艺。

其次，采取论证和验证的方法来评估系统设计的可靠性。

第三，实施预防性维护和定期检查，确保系统在运营期间的正常运行。

第四，培训和教育操作人员，提高其对系统操作方法和安全事故预防的认识。

随着可靠性评估技术的不断发展，FLNG系统的可靠性评估将变得更加准确和有效。

例如，可以利用大数据分析和人工智能技术来实时监测和预测系统的可靠性。

此外，还可以采用可靠性建模和仿真技术，对系统进行仿真分析，预测系统的可靠性水平。

FLNG技术在沿海天然气脱氢裂分中的应用

FLNG技术在沿海天然气脱氢裂分中的应用随着全球能源需求的增长和环境意识的提高，对于清洁能源的需求不断增加。

天然气作为一种清洁、低碳的能源，受到了广泛关注。

然而，天然气中的甲烷含量较高，需要进行脱氢裂分来生产高质量的天然气液化气（LNG）。

在沿海天然气储备丰富的地区，FLNG技术被广泛应用于天然气脱氢裂分过程中，为沿海天然气资源的开发提供了可持续的解决方案。

FLNG技术是指将气体化技术与液化技术相结合，将天然气直接从海床通过管道输送到海上的设备中进行液化。

这种技术的最大优势在于可以将海上的资源直接进行利用，避免了传统方式中液化气体的运输和输出，减少了气体泄漏和环境污染的风险。

在沿海地区，FLNG技术在天然气脱氢裂分中的应用具有以下几个重要方面的优势。

首先，FLNG技术可以将天然气储备转化为可利用的能源。

沿海地区通常具有丰富的天然气资源，但由于其离岸位置，传统方式中的开采和输送成本较高。

FLNG技术的应用可以将船舶作为储罐和生产设施，将天然气直接从海床输送到船上进行液化，然后再将液化气体通过船舶运输到陆地。

这样可以大大降低开采和输送成本，将沿海地区的天然气资源转化为可利用的能源。

其次，FLNG技术可以减少对陆地资源的依赖。

传统的天然气脱氢裂分工厂通常建在陆地上，占用大量的土地资源。

而FLNG技术通过将生产设施置于船舶上，可以避免对陆地资源的依赖，减少了对环境的冲击。

同时，船舶具有较高的机动性，可以根据开采需求的变化进行灵活调整和部署，进一步提高了天然气开采的效率和灵活性。

此外，FLNG技术还能够有效应对环境挑战。

在天然气脱氢裂分过程中，甲烷泄漏是一个严重的环境问题。

FLNG技术采用了先进的气体处理技术，能够有效捕获和处理甲烷泄漏，减少其对大气的排放。

此外，通过在船舶上进行液化气体的储存和运输，FLNG技术能够减少液体气体泄漏的风险，进一步保护海洋生态环境。

最后，FLNG技术的应用还能够推动当地经济的发展。

丙烷工质空调制冷装置的仿真研究的开题报告

丙烷工质空调制冷装置的仿真研究的开题报告一、研究背景空调制冷装置是现代建筑的重要组成部分，可以为人们提供舒适的生活和工作环境。

而丙烷是一种烷烃类气体，常被用作制冷工质。

丙烷制冷装置应用广泛，具有环保、高效等优点，因此引起了广泛的关注和研究。

然而，丙烷制冷装置基于物理原理和化学原理，其设计和运行过程较为复杂，需要高精度的模拟和仿真研究来提高设计的准确性和可靠性。

二、研究内容本文提出了一种基于丙烷工质的空调制冷装置，其关键组成部分包括压缩机、蒸发器、冷凝器等。

本研究旨在通过数值分析和仿真研究，探究该丙烷制冷装置在不同运行参数下的工作特性，包括制冷效果、能耗等指标，并与传统空调制冷装置进行比较分析。

具体研究内容如下：1. 建立丙烷制冷装置的理论数学模型，包括物理原理模型、数学模型和控制模型，并对其进行数值分析。

2. 利用CFD（计算流体动力学）等软件工具对丙烷制冷装置进行3D 数值模拟，研究其内部流动特性、传热特性和制冷效率等。

3. 结合实验室实际试验，对丙烷制冷装置在不同功率、温度和压力等工作条件下的制冷效率和能耗进行分析和比较。

4. 结合传统空调制冷装置，对丙烷制冷装置的环保性、效率等指标进行评估和分析，并提出改进和优化方案。

三、研究意义本研究的意义在于：1. 提高丙烷制冷装置的设计精度和可靠性。

2. 探究丙烷制冷装置在不同工况下的制冷效率和能耗等指标，为实际运行提供指导和优化方案。

3. 为推广丙烷制冷技术、提高环保意识和节能减排做出贡献。

四、研究方法本研究采用数值分析和仿真相结合的方法，主要包括以下步骤：1. 建立丙烷制冷装置的理论数学模型。

2. 利用CFD等软件工具对丙烷制冷装置进行3D数值模拟，并进行流场、热场和质量场等特性分析。

3. 结合实验室实际试验，对丙烷制冷装置在不同功率、温度和压力等工作条件下的实际性能进行分析和比较。

4. 结合传统空调制冷装置，对丙烷制冷装置的环保性、效率等指标进行评估和分析，并提出改进和优化方案。

FLNG技术在海上岩石油气田开发中的应用

FLNG技术在海上岩石油气田开发中的应用引言：随着全球能源需求的不断增长，传统陆上油气资源逐渐减少，工业界正在集中精力开发远海油田和气田。

无论是地中海，北海还是南海等海域，气田和油田的开发活动都在快速发展。

然而，远海油气开发也带来了一系列的技术和经济挑战，其中一个重要的挑战是如何有效地开发远离岸岛的岩石油气田。

本文将重点讨论FLNG（Floating Liquefied Natural Gas，浮式液化天然气）技术在海上岩石油气田开发中的应用。

一、FLNG技术简介FLNG技术是一种将天然气从岩石油气田中提取后，在海上直接液化的技术。

相比于传统陆上的液化天然气（LNG）厂，FLNG设施独立于陆地，并且可以直接部署在岩石油气田附近，极大地方便了远离陆地的油气田的开发。

二、FLNG技术的优势1. 提供更高效的开发方式：FLNG技术可以将油气田的开发过程集成到一个设施中，通过直接在海上液化天然气，避免了传统的陆地基础设施建设和运输需求，大大提高了开发效率。

2. 降低环境风险：由于FLNG设施独立于陆地，岩石油气田的开发不会对岸上的环境造成直接的影响。

同时，FLNG设施还能够处理各种环境条件下的海洋气候，保证设施的运行稳定性。

3. 增加项目的经济可行性：FLNG技术能够根据油气田的可行性进行定制化设计，在节约建设和运输成本的同时，最大限度地提高项目的经济可行性。

4. 利用海洋资源：海洋资源的开发是当今世界上的重要课题之一。

FLNG技术通过利用海洋资源，满足了能源需求的同时，最大限度地保护了陆地资源。

三、FLNG技术在岩石油气田开发中的应用案例1. Prelude FLNG项目（天然气田开发）：Prelude FLNG项目是目前全球最大的FLNG项目之一，位于澳大利亚的麦坚伦海域。

该项目由荷兰皇家壳牌公司开发，预计可生产3.6百万吨液化天然气（LNG）和1.3百万吨液化石油气（LPG）每年。

该FLNG设施是世界上第一个商业化部署的浮式液化天然气（FLNG）设施。

FLNG技术在其他液化气体生产中的应用

FLNG技术在其他液化气体生产中的应用FLNG（Floating Liquefied Natural Gas）技术是一项先进的天然气液化技术，可以将海上天然气资源直接转化为可运输的液化天然气（LNG）。

虽然FLNG技术最初是为了开发和商业化远离陆地的天然气田而设计的，但它在其他液化气体生产中也有广泛的应用。

首先，FLNG技术在液化石油气（LPG）生产中具有巨大的潜力。

LPG主要用于燃料和化工行业，是天然气液化过程中除液化天然气外的副产品。

传统上，LPG 是通过将原油经过精馏分离和裂解获得的。

然而，FLNG技术可以通过直接将海上产生的天然气进行液化，从而有效地生产LPG。

因为FLNG技术可以避免将天然气输送到陆地上再进行液化的过程，所以它在LPG生产中具有明显的优势，可以提高生产效率和降低成本。

其次，FLNG技术在液化石油气（LPG）储运中也有重要作用。

由于LPG是易燃易爆的，其储存和运输需要高度的安全性和灵活性。

传统的LPG终端通常需要大型的储罐和管道系统，而FLNG技术可以通过在海上部署FLNG装置，将液化石油气直接存储在大型液化气船上。

这种储运方式不仅可以减少对陆地空间的需求，还可以提供更灵活的运输选项，使LPG可以直接运往全球各地。

此外，FLNG技术在液化石油气（LPG）供应链中的应用也变得越来越重要。

传统的液化气体供应链通常是由多个环节组成的，包括采集、加工、运输和分销。

然而，FLNG技术可以将这些环节整合在一个独立的系统中。

通过在海上进行液化和储运，FLNG技术可以更加高效地连接供应和需求，缩短供应链长度，降低物流成本，提高可持续性。

此外，FLNG技术还可以在其他液化气体生产中发挥作用。

例如，在甲醇和乙二醇生产中，既需要天然气作为原料，又需要对其进行液化处理。

通过采用FLNG技术，可以实现天然气直接液化，从而提高生产效率和降低成本。

此外，FLNG技术还可以在海水淡化过程中利用余热，减少能源消耗，提高海水淡化效率。

浮式液化天然气生产储卸装置(FLNG)的优势和挑战

浮式液化天然气生产储卸装置（FLNG）的优势和挑战浮式液化天然气生产储卸装置（Floating LNG, FLNG）是一种用于将天然气转化为液态天然气的移动设备。

与传统的陆上LNG厂相比，FLNG具有许多独特的优势和挑战。

本文将对FLNG的优势和挑战进行详细探讨。

首先，FLNG的最大优势之一是其能够开发远离陆地的海上天然气资源。

与传统陆上LNG厂相比，FLNG能够在更广阔的海域范围内进行天然气勘探和开采。

这为开发远离陆地的无法接入传统天然气管网的海上天然气资源提供了新的可能性。

同时，FLNG的移动性使其能够在不同的勘探地点和开采地点之间灵活转移，最大限度地利用资源。

其次，FLNG具有较小的环境影响。

与传统的陆上LNG厂相比，FLNG在节约土地使用方面具有明显优势。

由于FLNG是浮动的，不需要占用大片土地，也不会对陆地生态环境造成直接破坏。

这意味着FLNG相对来说更为环保，能够减少开发对自然生态环境的影响。

此外，FLNG还能够减少运输成本和时间。

由于FLNG可以在勘探地点附近进行液化，它可以在液态状态下将天然气直接出口，避免了传统的陆上LNG厂需要将气体运输到远离勘探地点的液化工厂的步骤。

这种直接出口的方式可以极大地减少天然气的运输成本和时间，提高了整个供应链的效率。

然而，FLNG也面临一些挑战。

首先，FLNG的建设与运营成本相对较高。

由于FLNG需要具备浮式的特性，其建设和运营相对复杂。

而且，FLNG需要应对复杂多变的海洋环境，如海浪、海风和海洋温度等。

这些因素导致了FLNG的设备和工艺的复杂性，增加了建设和运营成本。

另外，FLNG的安全性和可靠性是一个关键问题。

由于FLNG需要在海洋环境中长期工作，它必须能够应对极端天气条件和海洋环境的不稳定性。

任何设备故障或操作失误都可能对FLNG的安全性和可靠性造成影响，导致环境污染和人身伤害的风险。

此外，与FLNG相关的法律和政策环境也是一个挑战。

FLNG通常与多个国家的法律和政策进行交互，涉及到海洋权益、资源分配和环境保护等方面的问题。

带丙烷预冷的混合制冷剂循环液化天然气流程的优化分析

计算结果 Ⅰ
Ⅱ 计算结果 Ⅰ
Ⅱ
Fmr
1. 737 1. 956
Fprop 1. 603 1. 674
Fngv 0. 016 0. 056
Wp 10. 92 11. 41
Wc
14. 62 10. 80
Qwp 29. 75 31. 11
Qwmr 10. 85 6. 44
Qp
18. 83 19. 7
Fmrl1 0. 846 0. 884
Qlmr2 Qlmr3 Q mrng1 Q mrng2 Q mrng3
5 254 4 627 7 274 1 881 2 611
5 051 4 699 7 697 1 666 2 547
Qprop2 Qprop3 Qpng1 Qpng2 Qpng3
3 113 3 673 1 244 1 063 998
Fpl1 0. 656 0. 671
Fmrl2 0. 389 0. 534
Fpl2 0. 915 0. 947
Fmrl3 1. 000 1. 000
Fpl3 1. 266 1. 323
Dt mr1
15. 9
9. 4
Dtp1
19. 3 19. 3
Dt mr2
26. 1
19. 3
Dtp2
19. 3 19. 3
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工程建设天然气工业 2001 年 3 月
图 2 丙烷预冷循环
程气流程图 ,流程由两部分组成 ,一部分 (图 1) 是主循环 ,即 MRC ,另一部分 (图 2) 是丙烷预冷循环。在 MRC 中 ,天然气从节点 1 进入管路 ,首先经过丙烷预冷器 ,然后流经各换热器逐步被冷却 ,最后经节流阀 4 进行降压 ,从而使液化天然气在常压下储存。混合制冷剂经两级压缩机压缩至高压 ,首先用水冷却 ,带走一部分热量 ,然后通过丙烷预冷器预冷 ,再经各多股流换热器为天然气提供冷量。丙烷预冷循环中 ,丙烷通过三个温度级的换热器为天然气和混合制冷剂提供冷量。丙烷经压缩机压缩至高温高压 ,经冷却水冷却后流经节流阀降温降压 ,再经分离器产生气液两相 ,气相返回压缩机 , 液相分成两部分 ,一部分为天然气和制冷剂提供冷量 ,另一部分为后续流程提供制冷剂。

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ｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｏｆｆｓｈｏｒｅＦＬＮＧ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＯｆｆｓｈｏｒｅＯｉｌａｎｄＧａｓ，２０１５，２７（３）：１４５ — １４９．
摘要通过动态仿真技术模拟了混合冷剂与丙烷冷剂分离罐液位变化对丙烷预冷混合冷剂液化工艺系统的影响，在此基础上分析了当混合冷剂气液分离不完全时液化工艺流程所受到的影响，并对该工艺流程在海上晃荡条件下的适应性进行了分析。结果表明：丙烷冷剂与混合冷剂的液位控制在液位波动的情况下仍能
ＬｉＹｕｘｉｎｇＰａｎＨｏｎｇｙｕＸｉｅＢｉｎＹｕＸｉｃｈｏｎｇＷａｎｇＷｕｃｈａｎｇＺｈｕＪｉａｎｌｕ
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｉｐｅｌｉｎｅａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｑｉｎｇｄａｏ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ２６６５８０，Ｃｈｉｎａ；
第２７卷
ห้องสมุดไป่ตู้
第３期
中国海上油气
ＣＨＩＮＡＯＦＦＳＨＯＲＥＯＩＬＡＮＤＧＡＳ
Ｖｏ１．２７ＮＯ．３
２０１５年６月
Ｊｕｎ．２（）１５
文章编号：１６７３～１５０６（２０１５）０３ — ０１４５ — ０５
（１．中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院山东青岛２６６５８０；２．中海油研究总院北京１０００２８）
李玉星，潘红宇，谢彬，等．丙烷预冷混合冷剂液化工艺在海上ＦＬＮＧ装置的适应性动态仿真分析Ｆｊ］．中国海上油气，２０１５，２７（３）：１４５一ｉ４９．
２．ＣＮＯＯＣＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｌｉｑｕｉｄｌｅｖｅｌｉｎｍｉｘｅｄｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔａｎｄｐｒｏｐａｎｅｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｓｅｐａｒａｔｉｏｎｔａｎｋｓｏｎｐｒｏｐａｎｅｐｒｅ — — ｃｏｏｌｉｎｇｍｉｘｅｄｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈ— — ｎｏｌｏｇｙ．Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｗｈｅｎｔｈｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｍｉｘｅｄｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｗａｓｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅ．Ｔｈｅｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｕｎｄｅｒｏｆｆｓｈｏｒｅｓｌｏｓｈｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗａｓａｌｓｏａｎ— ａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｏｐｅｒａｔｅｓｍｏｏｔｈｌｙｗｈｅｎｔｈｅｌｉｑｕｉｄｌｅｖｅｌｓｏｆｍｉｘｅｄｒｅｆｒｉｇｅｒ —
ＬｉＹｕｘｉｎｇ，ＰａｎＨｏｎｇｙｕ，ＸｉｅＢｉｎ，ｅｔａ１．ＤｙｎａｍｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓＯｎｔｈｅｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｐｒｏｐａｎｅｐｒｅ — ｃｏｏｌｉｎｇｍｉｘｅｄｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ
中图分类号：ＴＥ６４６文献标识码：Ａ
Ｄｙｎａｍｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｐｒｏｐａｎｅｐｒｅ — ｃｏｏｌｉｎｇｍｉｘｅｄｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｏｆｆｓｈｏｒｅＦＬＮＧ
ＤＯＩ：１０．１１９３５／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３ — １５０６．２０１５．０３．０２３
丙烷预冷混合冷剂液化工艺在海上ＦＬＮＧ装置的适应性动态仿真分析＊
李玉星潘红宇谢彬喻西崇王武昌朱建鲁
使该工艺系统保持稳定，但会发生混合冷剂气液分离不完全的情况，此时会导致混合冷剂制冷效果变差，天
然气液化率将降低，因此在实际应用时应密切关注混合冷剂是否分离完全。
关键词丙烷预冷混合冷剂；液化工艺；ＦＬＮＧ；适应性；晃荡条件；动态仿真