影响天然气液化的工艺参数分析

分析天然气的液化率与LNG的储存温度和压力、天然气节流前温度、天然气压力以及高低压制冷剂压力、温度等参数的关系,归纳出影响液化率的关键因素。研究得出降低储存温度和增加储存压力都可以提高天然气的液化率。混合制冷剂中甲烷含量对液化流程性能的影响：随着甲烷含量的增加,混合制冷剂流量、压缩机功耗、冷却水带走热量和丙烷预冷量均增加。     

FLNG液化系统动态特性分析

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。     

LNG冷箱中降温过程的动态模拟并行计算

由于单核计算无法承担LNG冷箱中降温过程动态模拟的高负荷,采用共享内存模式下的对称多核并行计算方法实现带预冷的氮膨胀液化流程中冷箱降温过程的动态模拟。动态模型中,板翅式换热器采用一维模型,压缩机、膨胀机和节流阀按稳态元件处理;并行方法中,根据并行机特征和液化流程特点进行计算单元的划分及边界耦合,利用路障对每个积分步进行同步控制,通过显式的函数调用进行单元间通信。将模拟结果与试验数据进行对比,验证动态模型和并行方法的合理性。模拟结果表明:工质的降温速率主要取决于膨胀机多变效率;该并行方法使模拟进程加速23倍,计算结点效率是单核计算的3.83倍。     

FLNG液化系统动态特性分析

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。     

液化天然气水域排放爆发沸腾发生机理实验研究

针对液化天然气(LNG)水域泄漏爆发沸腾现象,搭建可视化实验系统平台,该实验系统可以实现控制LNG喷射入水深度、调节水温、控制喷射压力和调节LNG组分浓度等功能,并通过高速动态记录仪和压力、温度传感器等监测仪器对LNG水域排放过程进行研究.将爆发沸腾基础理论与实验结果相结合得出:在入水深度不受限情况下,LNG混合液的沸腾剧烈程度相对较高;LNG与水之间的速度差越大,LNG中初始甲烷组分浓度越低,越容易发生爆发沸腾,而且发生爆发沸腾的时刻越提前,所产生的沸腾强度也越大.实验中获得的LNG水域排放爆发沸腾最大热流密度为1.7 MW/m2.     

带回热器冷藏机组的动态仿真

为了建立带回热器的往复式冷藏机组的数学模型并仿真求解,采用引入压缩机出口比焓这一未知变量,利用冷剂的温度、压力、比容和比焓的拟合关系求取矩阵系数,以及多变量函数的Taylor幂级数将原函数展开而进行线性化降阶处理的方法,改进了仿真算法,进行了机组模型的动态仿真.实验验证新建模型正确,改进算法提高了仿真速度和精度.模型和算法可用于机组的模拟器研发和控制策略.     

变速定量泵加负荷传感阀液压系统的建模与性能仿真分析

对变速定量泵加负荷传感阀液压系统的建模与性能仿真分析,应用"变频器+电机+定量泵+LS(负荷传感阀)技术"的液压试验装置;介绍了试验装置的结构与原理;在AMESim软件中,建立泵控油缸位移调节仿真模型,进行了系统负荷传感压力闭环流量调节控制、泵控油缸闭环位移调节控制。通过仿真分析得出:在多执行器实验装置中"变频器+电机+定量泵+LS"系统的输出功率随着负载的变化而变化;定量泵流量随着负载的减小而减小,实现节能的目的;该液压试验装置具有油缸位移闭环PID控制功能、实现定量分析研究液压系统动态特性的目的。     

燃气蒸汽联合循环燃料系统动力学建模的分析研究

为了提高燃气轮机联合循环动力学建模的精度和适用范围,对影响燃料量的因素进行全面分析.提出将燃料量作为复合自变量进行燃料系统建模的必要性,确立以燃料指令、分配系数、机组负荷、转速和燃料低位发热量作为其简单自变量,采用模块化的灰箱建模法建立燃料系统动态模型.对仿真与实际机组的燃料指令和流量之间的匹配关系进行了研究,提出以燃料设计热耗量为枢纽的仿真系统燃料流量修正方法,建立了更加精确的稳态模型,提高了联合循环动力学模型对于燃料种类变化的适应能力.利用所建立的模型对气、液燃料的切换、混烧过程及机组起动过程进行了数字仿真,分析研究了其动态特性,表明该模型的精度和适应性得到明显的提高.     

液化天然气冷量利用的集成优化

在对空气分离、低温粉碎和低温冷库等工艺利用液化天然气(LNG)冷量的损和节能量进行计算和分析的基础上,将空气分离等工艺按照"温度对口、梯级利用"的原则,集成优化利用LNG的冷量.研究结果表明:将空气分离、低温粉碎和低温冷库进行集成,各装置利用LNG冷量的损比单独使用时降低了55.7%以上;利用1.0 t LNG的冷量最多可以节省用电约349.0 kW·h,是单独用于空气分离装置节能量的1.56倍,说明集成工艺可大大提高LNG冷量的利用效率.     

高速电磁开关阀非线性模型简化与验证

为提高高速电磁开关阀非线性模型的仿真计算速度,采用能量法模型简化策略简化电磁阀模型.针对电磁阀多域作用相耦合的特点,在能量法评价指标的基础上提出子系统活跃指数概念,评价电磁阀各域作用在系统动态过程中的重要性.在Matlab/Simulink中建立电磁阀数学模型并简化.台架实验表明,该物理模型及其简化模型的计算误差均在预设的±5%以内.     

煤层气水合物合成与分解实验研究

天然气水合物储气技术(NGH)是正在研究开发的天然气储存新技术,它比液化方式(LNG)节能并降低成本。为了揭示煤层气水合物生成与分解过程规律,利用实验室大型水合物实验装置研究了表面活性剂(SDS)水溶液体系中煤层气水合物的生成过程以及在水浴条件下分解时的特点。实验结果表明,煤层气在一定温度、压力下与水及表面活性剂(SDS)能够快速生成固态气体水合物,其分解受温度影响明显。这种新方式有助于利用水合物技术储运与加工煤层气,促进煤层气开发与利用。     

Modeling and Simulation of Skid-mounted LNG Plants Using HYSYS Software

This study presents three kinds of skid-mounted plants, including single mixed refrigerant cycle （MRC）, nitrogen expander cycle, and natural gas （NG） Claude cycle. Hysys simulation shows that single MRC is the most efficient cycle among the three. The specific power of single MRC liquefiers is 1 485 k.l/kg, 15% higher than that of large liquefaction process. Considering the recovery of stranded-gas, commercial analysis suggests that the initial cost of LNG plants ranging from 1 to 100 ms/day can be paid back in 2 to 4 years.     

缸内直喷LNG发动机工作过程的数值模拟

以一台4气门车用汽油机改装的缸内直喷LNG发动机为研究对象,应用STAR-CD软件建立了缸内直喷LNG发动机工作过程的计算模型,对其工作过程进行了数值模拟,并分析了缸内直喷LNG发动机工作过程中缸内流场的动态特性及其温度场、压力场的变化.结果表明,在进气过程,进气道和气缸内会出现强烈的湍流运动;随着进气过程的持续,缸内压力会变得均匀;燃烧过程中,气缸内局部会出现温度过高.     

含蜡天然气孔板式节流阀内蜡沉积特性数值模拟

蜡沉积是含蜡天然气在集输和处理过程中常见的一种问题,会危害到天然气管输系统的高效、安全运行。为分析含蜡天然气在孔板式节流阀内的蜡沉积问题,基于离散相模型,通过自定义函数,建立蜡沉积数值模拟模型,分析传统孔板式节流阀的蜡沉积规律。研究结果表明：节流阀内蜡沉积主要受湍动能与涡流的影响,沉积位置主要出现在喉道出口处以及距喉道出口0.17 m左右的管壁处;管道内颗粒最大沉积量随压力的增加而增加,距喉道出口0.17 m左右的沉积宽度约为0.01 m,当压力增加1 MPa,该处沉积位置向管道出口处移动约0.005 m。其中,管道内最大沉积量与节流孔径呈负相关,与颗粒直径、喉道长度呈正相关。     

乙烯深冷分离工艺中LNG冷能利用的可行性

充分利用液化天然气（LNG）携带的冷量,不仅可降低下游天然气供气成本,还可减少LNG汽化带来的环境污染;传统乙烯深冷分离工艺需压缩制冷系统提供不同温位的冷量分离裂解气,消耗大量压缩功耗.将LNG冷量用于30万吨/年乙烯装置的深冷分离工艺,取代部分压缩制冷负荷的集成利用研究结果表明:LNG冷量在乙烯分离工艺中的利用率达76.5％,可替代原工艺中的冷量负荷约22472 kW,节省丙烯、乙烯、甲烷冷剂三机压缩制冷的功耗约11968 kW,大大降低乙烯装置的能耗成本.但LNG冷量仅与乙烯分离工艺集成,传热过程火用效率较低,建议将LNG冷量集成利用于两种或以上冷量利用工艺中,从而减少利用过程的冷火用损失,提高LNG冷量的利用效率.     

基于Matlab/Simulink的电子节气门控制系统仿真

介绍汽车电子节气门控制系统的结构组成和控制原理,建立基于Matlab/Simulink的动态仿真模型。针对电子节气门控制系统的非线性特点,设计变结构滑模控制器,并进行仿真分析,控制性能可以满足实车使用要求。     

预冷水泵变频节能控制策略

水泵电机作为预冷系统的主要输送设备,采用传统节流调节运行方式时存在较大耗能。提出变频调速技术进行节能改造,建立了基于模糊PI速度控制器的水泵电机矢量控制变频调速模型。仿真结果表明,调速系统具有良好的动态性能。     

保冷层对液相管道泄漏影响的试验与仿真研究

包覆层下腐蚀(corrosion-under-insulation,CUI)是一种常见的管道缺陷形式,极易造成管道内物质泄漏,进而引发火灾爆炸及中毒等严重后果。泡沫玻璃作为一种不燃的保冷材料,广泛用于LNG液化装置以及储运设施中,为管道和装置保冷;而在保冷层的覆盖下,管道的腐蚀点很难被发现。在液相裸管管道小孔泄漏试验的基础上,设计试验探究泡沫玻璃保冷层对泄漏压降、泄漏速率、泄漏稳定压力的影响,并建立数学模型进行理论研究,同时利用计算流体力学软件FLUENT对试验模型进行仿真模拟。结果表明:由于泡沫玻璃包覆管道泄漏过程的特殊性导致模拟结果和试验值有所差异,经修正后模拟得到的泄漏速率与试验值达到较好的一致性;仿真结果能够解释和验证泡沫玻璃保冷层对于液相管道小孔泄漏的抑制作用。     

挖掘机混合动力系统控制器设计

为了实现柴油机和电动机的动态协调控制,设计了挖掘机混合动力系统控制器.控制器由功率预处理模块、油门控制模块和工作模式识别模块构成.控制器的输入参数为液压泵扭矩、液压泵转速和蓄电池SOC,输出参数为柴油机油门开度.建立了基于MATLAB的混合动力系统控制器性能仿真模型.对挖掘工况和平整工况下的控制器性能进行了仿真分析.仿真结果表明：控制器能根据载荷变换实时调整电动机的工作状态,在整个工作过程中,柴油机的工作转速基本不变.