液化天然氣儲運及利用中的幾個關(guān)鍵問題-全文預(yù)覽
【正文】 論分析 。 低溫破碎和粉碎 ,大多數(shù)物質(zhì)在 低溫下失去延展性 ,變得很脆 ,易于破碎 。LNG冷能除了用于燃氣輪機的進氣冷卻外 , 還可以用于 : 利用其密度較高直接膨脹做功 , 驅(qū)動發(fā)電機 。 根據(jù)燃氣 發(fā)電機組發(fā)電量 、 發(fā)電效率 、 燃料流量 、 進氣溫度 、 排氣 溫度 、 煙囪排氣溫度等運行參數(shù) , 以及當(dāng)?shù)貧夂驐l件 , 建立冷能利用數(shù)學(xué)模型 。 燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組經(jīng)濟調(diào)度和調(diào)峰機組安全 性問題上 。特別是這類機組多用于調(diào)峰 , 須研 究其優(yōu)化運行與經(jīng)濟調(diào)度的問題 。 分析燃氣輪機電站機組性能和運行狀態(tài) , 基于LNG接受站 、 增壓站 、 氣化站壓力 、 溫度 、 處理量等參有極大優(yōu)點 : 效率高 、 污染小 、 機組重量輕 、 體積小 、 運 輸安裝方便 、 占地小 、 基建期短 、 單位投資小 、 用水量 小 。 由于空氣流經(jīng)進口管路和壓縮機時 , 截面積改變流速 增加 (壓力降低 ) 和管壁摩擦壓降都會造成溫降 。燃氣輪機發(fā)電4增加發(fā)電能力 15%至 20%以上 。 天然氣 與生物質(zhì)共燃的低 NOx 生成機理 ,為低 NOx 燃燒提供 新的途徑和技術(shù)方案[ 13, 14 ]。因此 ,宜采 用低 NOx 燃燒技術(shù) , 采用串聯(lián) 、 分級等方法調(diào)節(jié)燃料 和空氣的配比 ,組織合理的溫度場 ,在爐膛內(nèi)降低 NOx 的生成或使生成的 NOx 部分還原成氮氣 。若爐內(nèi) 氣氛組織不當(dāng) ,也會造成快速型 NOx 的生成 。 燃料型 NOx 是燃料中的氮化合物經(jīng)熱分解和氧化反 應(yīng)而生成的 NOx 。 在天然氣的推廣應(yīng)用中 , 必須注意 NOx 的排放問題 。 由此可見 , 天然氣轉(zhuǎn)換是一個投資大 、 耗時長 、 涉 及面廣的大工程 ,為保證轉(zhuǎn)換的安全性和經(jīng)濟性 ,有必 要研究天然氣與多種燃氣的互換性能 , 進行天然氣燃 具燃燒特性的理論與實驗研究 ,優(yōu)化燃氣置換工程 ,以 縮短置換時間和費用 。轉(zhuǎn)換區(qū) 域的劃分則為 2 000 ～15 000 戶 /區(qū) , 小區(qū)轉(zhuǎn)換周期為 7 天 。 1999 年開始 ,濟南利用中原油田天然氣 ,開始對 原焦?fàn)t煤氣用戶進行轉(zhuǎn)換 , 上海利用東海天然氣實現(xiàn) 了浦東地區(qū)天然氣化 , 并逐步向浦西地區(qū)延伸 。 在天然氣置換工程方面往往要花費大量的時間和 經(jīng)費 : 法國天然氣轉(zhuǎn)換工程始于 20 世紀 60 年代 ,分期 進行 ,將某一地區(qū)的管網(wǎng)分成若干小區(qū) ,在調(diào)查小區(qū)管 網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上 ,確定需切斷和增設(shè)的管道 、 調(diào)壓器 、 閥門以及要替換的不適合天然氣的管道和調(diào)壓裝置 。LNG汽化后進入管網(wǎng) , 也存在管道腐蝕 、 泄漏 、 燃燒、 爆炸等安全性的問題 , 也宜根據(jù)管網(wǎng)特點 , 參考上 述方法 ,加以評價 、 監(jiān)測和預(yù)警 。國內(nèi)外已有不 少學(xué)者用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來模擬燃燒問題 , 獲得了較好 的結(jié)果 ,筆者也曾提出將人工智能用于森林火災(zāi)的預(yù) 測[ 10 ]。近年來計算 機的發(fā)展可以將系統(tǒng)變化歷程與事先儲存的 、 由模擬 實驗得到的信號變化歷程進行比較 ,作出發(fā)生 、 發(fā)展的 判斷 ,形成了過程法 。利用透明試驗槽的不同位 置開孔來研究引發(fā)的轟燃現(xiàn)象 ,用熱線風(fēng)速儀測速度 , 測量浮力羽流的運動情況 , 分析 LNG 泄漏 、 擴散的浮 力羽流的混沌行為和 BLEVE 現(xiàn)象 。 通過測量蒸發(fā)量的變化來分析側(cè)壁和底部加熱量 、 各層密度差對渦旋的影響 。 其研究方法是 : 將甲烷和氮氣等不同組分的氣體 混合 ,得到不同特性的天然氣 ,在低溫和一定壓力下使 其液化 (或直接用液化天然氣 ) 。 運用質(zhì)能守恒基本定 律建立描述渦旋現(xiàn)象的偏微分方程 。要理解蒸汽爆炸 , 則必須了解高 壓 LNG在加熱和突然降壓過程中的行為 ,由于蒸汽爆 炸和轟燃可能在毫秒數(shù)量級的時間內(nèi)發(fā)生 ,所以 ,對蒸 汽爆炸和轟燃現(xiàn)象的研究存在很大的困難 。當(dāng)盛有具有一定壓 力 LNG的儲罐失效時 , 或處于外界火災(zāi)環(huán)境時 , 很可 能發(fā)生沸騰液體膨脹蒸汽爆炸 ( BLEVE ) 現(xiàn)象 。目 前 ,我國 LNG工業(yè)處于起步階段 ,研究 LNG儲運和利3 基金項目 : 國家自然科學(xué)基金資助項目 ( 50474034) 。 ( 2 ) 替代其他 燃料存在燃氣互換性的問題 。同時 , LNG站內(nèi)LNG泵輸送過程中的震動也會導(dǎo)致液體流動的振動和混沌 ,已有研究可以說明 LNG分層 、 渦旋 、 振動的原 因 ,但對內(nèi)部流動 、 混合過程卻缺乏數(shù)學(xué)描述和定量計 算 。隨著天然氣的到來 , 如何安全 、 10 高 效、 、 清潔 合理地利用天然氣 , 成為社會各界高度關(guān)注 的問題 。分析 LNG 氣化站運行性 能、 燃氣輪機電站機組特性 ,建立冷能轉(zhuǎn)化和利用數(shù)學(xué)模型 , 以及 LNG冷能利用評估模型 , 通過效益分 析 ,經(jīng)濟評價 ,優(yōu)化 LNG冷能利用系統(tǒng) ,實現(xiàn)冷能的經(jīng)濟利用 。液化天然氣儲運與利用中的幾個關(guān)鍵問題馬曉茜 廖艷芬(華南理工大學(xué)電力學(xué)院 ) 摘 要 隨著我國對液化天然氣 ( LNG) 的大量進口和廣泛應(yīng)用 , LNG的儲運和利用過程中安全 性、 環(huán)保和經(jīng)濟性問題就顯得越來越突出 。研究燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組性能和安全性問題 , 獲得機組運行安全臨界 指數(shù) ,結(jié)合運行參數(shù)對機組性能影響的敏感性分析 ,建立優(yōu)化運行 、 經(jīng)濟調(diào)度的模型 ,形成調(diào)峰燃氣蒸汽 聯(lián)合循環(huán)機組優(yōu)化運行 、 經(jīng)濟調(diào)度輔助決策系統(tǒng) , 指導(dǎo)機組安全 、 經(jīng)濟運行 。隨著西部開發(fā)戰(zhàn)略的推進 ,我國將形成四川 、 鄂 爾多斯 、 塔里木盆地和海域四個主要天然氣基地 , 此 外 ,周邊國家有豐富的天然氣資源供我國選擇利用 , 4 2005 年中國進口天然氣將達到 320 10 t, 2010 年將 4 達到 2 000 t。1 安全性問題中的非線性機理
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