文档介绍：第三届中国 LNG 论坛论文编号:1270502
混合制冷剂组成变化对 NGE/MRC 天然气液化流程性能
影响的理论分析
张雷,毕胜山,吴江涛,孟现阳
(西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室,西安,710049)
摘要:NGE/MRC 天然气液化流程充分利用天然气高低压管网间压力能,可高效节能地对高压管网天然气进行液化。
首先,本文分析了压比一定时,MRC 高压制冷剂压力对流程性能的影响,分析结果表明,流程在每种混合制冷剂组
成下均存在对应的最优高压制冷剂压力,使得流程达到该混合制冷剂组成下的最小比功耗;其次,本文以每种混合
制冷剂组成对应的最小比功耗为评价指标,分析了混合制冷剂组成对 NGE/MRC 天然气液化流程性能的影响,为
NGE/MRC 液化流程的进一步优化改进提供了重要参考。
关键词:NGE/MRC 天然气液化流程;混合制冷剂组成;性能影响分析
1NGE/MRC天然气液化流程
NGE/MRC 天然气液化流程结构见图 1,流程具体形式参见文献 1。本文基于物性计算软件
REFPROP [2]编制了流程计算程序,流程模型主要参数及假定如下:
图 1 NGE/MRC 天然气液化流程示意图
Schematic diagram of NGE/MRC natural gas liquefaction process
1 膨胀预冷循环 2 混合制冷剂循环 3 天然气液化回路 11 膨胀增压系统 12 膨胀机膨胀端 13 膨胀机增压端
14 膨胀流股重烃脱除器 21 一级压缩机 22 一级冷却器 23 二级压缩机 24 二级冷却器 25 预冷换热器 26
混合制冷剂气液分离器 27 主换热器 28 第一节流装置 29 混合制冷剂混合器 210 过冷换热器 211 第二节
流装置 31 液化流股重烃脱除器 32 第三节流装置 33 产品气液分离器 34 LNG 储罐
1) 液化流股天然气及膨胀流股天然气温度 T1A=T1C=,压力 p1A=p1C=3700kPa;液化流
股天然气及膨胀流股天然气组成如表 1 所示。混合制冷剂含氮气、甲烷、乙烷和丙烷四种组分。为
了简化计算,本文省去液化及膨胀流股天然气的重烃脱除环节。
2) 膨胀预冷循环及混合制冷剂循环中的压缩过程为非等熵压缩过程,各压缩机(混合制冷剂
循环一级压缩机、二级压缩机及膨胀机增压端)等熵效率均取为 ,机械效率均取为。系统
其他部件中无压力损失。膨胀机出口温度 T2C=,等熵效率为 ,机械效率为。
表 1 天然气组成
position of natural gas
组分液化流股中摩尔分数膨胀流股中摩尔分数
N2
CO2
CH4
C2H6
C3H8
nC4H10
iC4H10
nC5H12
iC5H12