混合工质回热朗肯循环回收天然气冷量模拟.pdfVIP

第39卷 第6期 化 学 工 程 Vo1．39No．6 2011年 6月 CHEMICALENGINEERING(CHINA) Jun．2011 混合工质回热朗肯循环回收天然气冷量的模拟 舒 丹 ，孙 恒 (中国石油大学 (北京)城市油气输配技术北京市重点实验室，北京 102249) 摘要：高压天然气在集输过程中常需要节流，节流后的低温天然气具有品位低但是总量大的冷能。采用朗肯动力循 环利用冷能发电是一种可行的思路。但由于天然气释放的冷能品位低且是一个变温过程，因而循环效率一般很低。 由于混合工质的相变是一个变温过程，因而采用混合工质的朗肯循环，可以较好地加热与冷却曲线接近，从而减少不 可逆损失。同时利用回热过程也可以进一步提高循环的效率。采用 HYSYS软件对上述流程进行了工艺模拟并对混 合工质的组成进行了优化。模拟结果显示采用带有回热的循环比不带回热的循环效率提高约33．17％。当天然气输 量为55×10m／d时，夏季可以得到64．48kW的输出功率，当气温降到10℃时仍能产生34．48kW的输出功率。 关键词：混合工质；回热 ；朗肯循环；冷量 中图分类号：TE644 文献标识码：A 文章编号 ：1005-9954(2011)06-0001-03 Simulationsofheat-recoveryRankinecyclewithmixturerefrigerant forrecoveringcold energyofnaturalgas SHU Dan，SUN Heng (BeijingKeyLaboratoryofUrbanOilandGasDistributionTechnology，China UniversityofPetroleum，Beijing102249，China) Abstract：Thehigh—pressurenaturalgasusuallyneedstobedepressurizedduringthegatheringandtransporting process．ThetemperatureofthegasdecreasesrapidlyduetoJ-Teffectandthelow—temperaturenatural gashaslow— qualityand large—quantity cold energy．Torecoverthe cold energy，a cryogenic Rankine cycleusingmixture refrigerantwithheatrecovery wasrepresented．Theapplicationofmixturerefrigerantcanabatethetemperature differenceintheheatexchanger，thusreducingtheirreversiblelosses．Theheatrecovery processcanincreasethe efficiencyfurthermore．TheprocesssimulationwasperformedbymeansofHYSYSsoftware，andthecompositionof mixturerefrigerantwasoptimized．Thesimulationshowsthatthecycleefficiencyisincreasedbyabout33．17％ due totheheatrecovery．Thepoweroutputcanreach54．48kW insummer，butitis34．48kW iftheenvironmental temperatureisbaout10℃ whentheflowofnaturalgasis55×10 m。／d． Keywords：mixturerefrigerant；heatrecovery；Rankinecycle；coldeneryg 高压天然气