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燃气管道压力能用于发电—制冰技术开发与应用研究

作　者: 安成名
导　师: 徐文东
学　校: 华南理工大学
专　业: 化学工程
关键词: 管网压力能制冰工艺设计工程化设计
分类号: TB66
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 28次
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内容摘要

我国天然气资源丰富，但气源距离主要用气城市较远，因此我国天然气输送多采用高压长输管道。天然气从高压管道进入城市管网系统前要进行调压，传统调压过程并未利用管网压力能，白白浪费了大量的能量。仅西气东输管线一线每年可回收的压力能就有42736×10~8kJ。若将管网压力能进行回收利用符合国家节能减排的基本政策，具有重要的经济效益和社会效益。本文通过对压力能发电工艺进行了分析，确定了一种优化的压力能发电方式，并结合成熟的电压缩制冷工艺，建立了一套同时利用压力能发电制冷和电压缩制冷工艺配合制冰的工艺；通过发电设备优化选型确定透平膨胀机为本方案的膨胀发电设备，通过工质比选将R134a作为本工艺的循环冷媒。最后以“西气东输二线”二级调压规格及成熟的电压缩工艺技术参数，对整体工艺方案进行能效分析，整套发电-制冰工艺的火用效率达到52.3%，确定效率较低LNG-R404a换热器为今后优化改进方向。以深圳深燃集团求雨岭门站为研究背景，结合提出的压力能发电制冰方案进行工程化设计，分析了压力能回收的可行性。确定天然气流量为15000Nm3/h，调压规模为4.0MPa降低至1.6MPa。通过Aspen模拟软件，得出该工艺的制冰规模为80t/d，完成了工艺设备的优化选型。并对所选的方案进行操作弹性分析，确定该方案在多种不同工况下都能保证调压过程的正常运行。最后对项目进行了经济可行性分析可知，项目总投资566.00万元，年节电效益为171万元，年均营业收入共195.00万元，投资回收期(税后)7.34年（含建设期）小于8年，确定了该项目的投资方案具备经济可行性。最后，阐述了本工艺方案未来的发展潜力，确定了设计方案的广谱性和可实施性，为今后相关项目的技术开发提供了参考依据。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-24
  1.1 研究背景  10-23
    1.1.1 天然气产业及管网建设概述  10-13
    1.1.2 国内外管道压力能利用技术发展概况  13-21
    1.1.3 存在问题及解决措施  21-23
  1.2 研究目标及内容  23-24
    1.2.1 研究目标  23
    1.2.2 研究内容  23-24
第二章天然气管网压力能用于发电制冰工艺设计  24-45
  2.1 压力能发电-制冰工艺设计  24-30
    2.1.1 发电方式比选  24-26
    2.1.2 制冰工艺设计  26-29
    2.1.3 联合发电制冰工艺设计  29-30
  2.2 工艺优化分析  30-38
    2.2.1 发电设备优化比选  31-34
    2.2.2 冷媒比选  34-38
  2.3 工艺方案的能效分析  38-44
    2.3.1 工艺能量利用率分析  38-40
    2.3.2 工艺火用分析  40-44
  2.4 本章小结  44-45
第三章天然气管网压力能发电制冰工艺工程化设计  45-56
  3.1 深圳求雨岭门站及其周边概述  45-46
  3.2 工艺流程设计  46-47
  3.3 工艺关键设备选型  47-50
  3.4 工艺操作弹性分析  50-51
  3.5 技术经济性分析  51-53
    3.5.1 初步投资估算  51
    3.5.2 经济效益估算  51-53
  3.6 工艺运行状况分析  53-54
  3.7 工艺发展潜力分析  54-55
  3.8 本章小结  55-56
第四章结论及建议  56-58
  4.1 结论  56-57
  4.2 建议  57-58
参考文献  58-62
攻读硕士学位期间取得的研究成果  62-63
致谢  63-64
附件  64

燃气管道压力能用于发电—制冰技术开发与应用研究

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