单盘浮顶罐内含蜡原油静态储存过程中的传热规律研究

针对单盘式浮顶罐内含蜡原油在静态储存中的冷却胶凝过程,建立了表征该传热过程的数学模型和物理模型,基于有限体积法利用fluent软件对模型进行求解,实现了对原油储罐温降过程的数值模拟。模拟结果表明:单盘浮顶罐内含蜡原油在静态储存过程中,罐顶由于换热最快,换热强度高,温度最先降低,油的密度也随之增大,在重力和自然对流的作用下,冷油沿着储罐慢慢堆积、凝结,导致整个储罐在罐壁与罐底夹角处最先产生凝油,此夹角处也将是未来储罐管理过程中应该最为关注的地方,同时对该过程中原油的温度场、速度场变化进行了详细阐述,并深入分析了原油冷却胶凝的规律和内在机理,明确了单盘式储罐的降温规律。     

LNG预冷的新型氢液化工艺设计与优化

液氢能量密度高、运输效率高，成为了氢规模化储运的重要方式。为降低氢液化工艺能耗，提高效率，以双混合制冷剂的氢液化工艺为基础，提出了一种LNG预冷的新型氢液化工艺。该工艺利用LNG冷能预冷，通过混合制冷剂布雷顿循环进行深冷，深冷段采用了四级压缩、三级膨胀和三级正仲氢转化。采用Aspen HYSYS软件对工艺进行了模拟，并利用粒子群算法进行了优化。结果表明，优化后工艺的比能耗可达5.263 kW·h/kg，?效率可达58.18%，优于大部分已知氢液化工艺系统。该工艺流程相对简单，能耗低、效率高，可为氢液化工艺的设计和改进提供新的思路，同时拓展了沿海LNG接收站LNG冷能回收利用的新途径。     

LNG接收站关键设备调节特性动态模拟及PID控制器参数整定

针对液化天然气（LNG）接收站在工况变化时设备参数波动的问题，利用HYSYS软件，建立了LNG接收站工艺流程的动态模型。采用经验凑试法，分析了比例、积分、微分（PID）控制器的比例系数、积分系数和微分系数对储罐压力、再冷凝器液位和低压泵流量的影响规律，以减少LNG接收站运行中的波动性和不稳定性。结果表明，在储罐压力控制系统中，采用比例和积分控制，比例系数由1变为4时，恢复到设定值的时间可节省55.6%，并且在添加积分控制后可明显缩短恢复时间；再冷凝器液位控制系统中，在允许有静差的情况下，可采用纯比例控制，当比例系数由0.5变为5.0时，恢复到设定值的时间可节省62.9%，积分系数对液位控制的影响不明显；低压泵流量控制系统中，采用比例和积分控制，积分系数的变化对流量控制系统的影响较为明显，当积分系数由3.0减小为0.5时，恢复到设定值的时间可节省72.9%。最后给出了3个控制系统的推荐控制参数，可为LNG接收站中PID控制器参数的选取提供参考。     

基于氖气示踪剂的埋地燃气管道泄漏扩散研究

基于Fluent软件,建立燃气示踪剂氖气加注模型和埋地燃气管道泄漏扩散模型。氖气加注模型分为氖气连续加注(简称连续加注)、氖气交替加注(简称交替加注)2种方式。埋地燃气管道泄漏扩散模型分为有盖层、无盖层2种工况。模拟结果表明:相比于连续加注,交替加注的氖气质量分数分布更均匀。有盖层时,泄漏气体沿着管道轴向不断扩散,影响范围不断扩大。无盖层时,泄漏影响范围较小且逐渐趋于稳定,为泄漏点附近1.5 m范围。有盖层工况氖气在不同深度水平面的扩散范围明显比无盖层时大得多。无盖层时,氖气质量分数在不同深度水平面的分布范围较为稳定;有盖层时,氖气在土壤中扩散较明显,且水平面越靠近泄漏点,扩散范围越大。泄漏点附近的质量分数梯度变化较为明显,以此可以缩小检测范围。建议打孔深度为0.5 m,可以更迅速定位泄漏点。