丙烷制冷系统优化运行及节能改造研究

【摘要】： 本文针对的是大庆油田某浅冷轻烃回收工艺中的丙烷制冷装置存在工作效率低、能耗成本高、生产工艺偏离原设计值等问题,进行了节能改造研究。 研究主要借助了PRO/Ⅱ化工模拟软件,以SRK、PR、LKP热力学状态方程为基础,对制冷装置进行了模拟计算,分析了冷凝温度、蒸发温度、经济器温度的变化对制冷系统的影响规律;优化了冷凝温度、蒸发温度、经济器温度值,建立了制冷系统随季节变化的优化流程。 为了深入研究制冷系统节能情况,本文从能质角度分析了优化流程的能耗特点。建立了制冷系统的火用流分析模型,对单体设备和系统分别建立了火用平衡计算模型。找出系统及单体设备火用损失的最大环节,提出改进措施,为装置的流程改造提供了理论依据。 根据优化及用能评价的分析结果,结合大庆地区拥有丰富自然冷源的特点,提出将制冷系统的水冷方式改为空冷方式的改造方案。改造后的流程大大降低了冷凝温度,解决了制冷系统在夏季不能正常工作的问题。经统计分析,改造流程改善了水电消耗的不利情况,达到节能减排的目的。 【关键词】：丙烷制冷 优化 节能 改造
【学位授予单位】：大庆石油学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TB65
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 创新点摘要6-9
• 前言9-12
• 0.1 本文研究目的及意义9
• 0.2 丙烷制冷技术的国内外发展现状9-11
• 0.2.1 丙烷作为制冷剂的发展前景9-10
• 0.2.2 丙烷制冷工艺在天然气凝液回收工艺中的应用10-11
• 0.3 本文研究内容11-12
• 第一章 制冷工艺过程计算模型建立12-24
• 1.1 丙烷和天然气热物性模型12-16
• 1.1.1 相平衡状态方程12-14
• 1.1.2 焓熵状态方程14-16
• 1.2 主要设备热力学计算模型16-22
• 1.2.1 螺杆式（喷油）压缩机计算模型16-17
• 1.2.2 冷换设备计算模型17-21
• 1.2.3 节流阀计算模型21-22
• 1.3 制冷系统计算模型22-23
• 1.3.1 模型简化22
• 1.3.2 热力参数计算模型22-23
• 1.4 模型求解23
• 1.5 本章小结23-24
• 第二章 丙烷制冷系统流程模拟24-29
• 2.1 丙烷制冷工艺及现状24-26
• 2.1.1 丙烷蒸汽压缩制冷工艺原理24
• 2.1.2 丙烷制冷装置流程现状24
• 2.1.3 制冷剂及天然气成分组成24-25
• 2.1.4 丙烷制冷装置生产中存在的问题25-26
• 2.2 丙烷制冷流程模拟26-28
• 2.2.1 丙烷制冷流程PROⅡ工艺流程模型建立26-27
• 2.2.2 丙烷制冷流程PROⅡ模型模拟结果27-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第三章 影响系统运行因素分析及优化29-45
• 3.1 影响丙烷制冷系统运行的因素分析29-37
• 3.1.1 蒸发温度对制冷系统的影响29-31
• 3.1.2 冷凝温度对制冷系统的影响31-34
• 3.1.3 经济器温度对制冷系统的影响34-36
• 3.1.4 节流压力对制冷系统的影响36-37
• 3.2 丙烷制冷系统工艺参数优化37-44
• 3.2.1 优化原则37
• 3.2.2 优化目标37-38
• 3.2.3 优化变量38
• 3.2.4 约束变量38
• 3.2.5 优化分析38-43
• 3.2.6 优化结果分析43-44
• 3.3 本章小结44-45
• 第四章 丙烷制冷流程有效能评价45-53
• 4.1 制冷系统火用流程分析模型45-46
• 4.2 制冷流程及模块火用分析模型46-50
• 4.2.1 压缩机火用分析模型46-47
• 4.2.2 冷换设备火用分析模型47-49
• 4.2.3 节流阀火用分析模型49
• 4.2.4 制冷系统流程火用分析模型49-50
• 4.3 系统火用能利用的计算与分析50-52
• 4.3.1 系统火用计算结果分析50-52
• 4.3.2 降低制冷流程火用损失的途径52
• 4.4 本章小结52-53
• 第五章 丙烷制冷系统节能方案及潜力分析53-57
• 5.1 节能改造方案53-54
• 5.1.1 改造方案53
• 5.1.2 改造流程53
• 5.1.3 运行方式53-54
• 5.2 改造方案的结果分析54-55
• 5.3 预计节能效果分析55-56
• 5.3.1 预计节水情况分析55
• 5.3.2 预计节电情况分析55-56
• 5.4 本章小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-61
• 发表文章目录61-62
• 致谢62-63
• 详细摘要63-74

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