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LNG-FSRU再气化系统及冷能利用研究
| 论文题名： | LNG-FSRU再气化系统及冷能利用研究 |
| 关键词： | 液化天然气;浮式储存再气化装置;低温朗肯循环;冷能利用;(火用)分析 |
| 摘要： | LNG-FSRU（LNG浮式储存再气化装置）是一种优点突出的新型海上LNG接受终端，近年来在全球范围内迅速发展。再气化系统是其关键部分，与陆上接受终端再气化系统不同；LNG-FSRU上有限的安装空间、多变的海上作业环境，对再气化系统的稳定性、可靠性和结构紧凑性等提出了更高要求。LNG再气化过程功能需求量大，同时释放巨大冷能（8MPa压力下每千克 LNG气化升温至25℃释放约730kJ冷能），若能将这部分冷能合理、有效用于发电，则LNG-FSRU便可成为一种集天然气外输与电能供给于一体的海上能源站。查阅、分析并总结大量国内外文献，了解 LNG-FSRU再气化系统的技术现状及发展趋势。以中间介质式再气化系统为主要研究对象，研究分析了系统运行特性，并就以低温朗肯循环为技术手段的冷能利用系统展开探究。 对于中间介质式再气化系统，在 R290、R600a、R717、R12四种工质中，R290综合性能良好，为优选工质。系统运行过程中，LNG气化压力越高海水消耗质量和R290循环质量均越小，这对减小系统模块空间占用率有积极意义。再气化系统中LNG高压泵的耗功较大，气化压力为8MPa和10MPa时，其耗功在系统总耗功中占比分别为45.9％和53%。LNG气化器出口天然气温度直接决定其热负荷，兼顾系统经济性和运行可靠性，认为LNG气化器热负荷占系统总热负荷的70%-80%较合适。此外，适当降低R290工作压力，可减小其与LNG的质量倍率。 对于单级低温朗肯循环冷能利用式再气化系统，R143a、R152a、R290、R717、R134a、R1270六种工质中，从工质循环量、净输出功、系统(火用)效率、环保性等对比分析认为：R290为优选循环工质。LNG气化压力8MPa、工质蒸发温度15℃时，系统(火用)效率为8.1%,系统的(火用)损失主要发生在工质冷凝器中（LNG气化器），占系统总(火用)损失的67.3%。 对于两级低温朗肯循环冷能利用式再气化系统，以R290为高温级循环工质时，在 R23、R116、R170三种工质中，以 R170为优选低温级循环工质。相对于单级系统，同样的LNG气化压力和工质蒸发温度下，系统?效率可提高至15.6%，两级系统冷能利用率明显优于单级系统。热源海水温度对系统净输出功影响较大，海水温度由20℃升至30℃时，系统净输出功增大10.53%。 |
| 作者： | 刘辉 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 姚寿广 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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