Другие предметы \ Криогенные системы

Установка ожижения природного газа 250 кг СПГ/ч на базе АГНКС

Страницы работы

14 страниц (Word-файл)

Посмотреть все страницы

Скачать файл

Содержание работы

Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий

Кафедра криогенной техники

Курсовая работа

«Установка ожижения природного газа 250 кг СПГ/ч на базе АГНКС»

Выполнил: студентка группы 4ТФ

Мараева Т. А.

Проверил: Пахомов О. В.

2010

Содержание:

Введение …………………………………………………………………………………....….2

Принципиальная схема установки ожижения метана………………………………………...3

Выбор начальных параметров…………………………………………………………………. 3

Характеристики цикла………………………………………………………………………….. 4

Tаблица получившихся значений………………………………………………………………5

Оптимизационный расчёт……………………………………………………………………….6

Расчёт витого теплообменного аппарата из трубок, оребренных проволокой………………7

Обозначения и единицы измерения табличных величин:

T – температура, К

p – давление, Мпа

- плотность,

i – энтальпия, кДж/кг

s – энтропия, кДж/кгК

- изобарная теплоёмкость, кДж/(кгК)

Pr – критерий Прандтля

- теплопроводность, мВт/(мК)

- динамическая вязкость,

Введение

Началом производства СПГ можно считать 1917г. Однако тогда основной задачей было не получение СПГ, а извлечение на построенном в США заводе гелия, который содержался в перерабатываемом гелионосном ПГ.

Сжижение ПГ в промышленных масштабах относится к 1941г, когда в США в районе г.Кливленда была сооружена установка сжижения ПГ для покрытия суточных пиковых нагрузок потребления в зимнее время.

Эта установка имела производительность по СПГ примерно 81 т/сут и по регазификации газа до 2 млн. м³/сут.

В последующие годы стали разрабатываться и строиться крупные ожижители ПГ как в США, так и в Алжире, Индонезии, Малайзии и странах Ближнего Востока.

В бывшем СССР первый завод сжижения ПГ производительностью 70т СПГ/сут был пущен в эксплуатацию под Московской обл. в 1954г.

В настоящее время наиболее успешно СПГ используют в странах, которые имеют достаточно крупные заводы и комплексы по получению СПГ, или в странах, являющихся экспортёрами значительных объёмов СПГ.

В США на СПГ переведено до 25% муниципального автотранспорта. На СПГ работают автобусы, грузорогрузчики, корабли, тепловозы. Это в значительной степени объясняется более низкой стоимостью использования СПГ по сравнению с нефтепродуктами и большей безопасностью продуктов сгорания.

Целый ряд европейских автомобилестроительных фирм изготавливают легковые и грузовые автомобили, а также автобусы, работающие на СПГ.

В большинстве случаев предусматривается использование двухтопливной системы, т.е. автомобили имеют резервную систему питания двигателя традиционным топливом.

К сожалению, в России и в бывшем СССР несмотря на целый ряд успешно выполненных научных и практических исследований по возмодности и целесообразности использования СПГ в качестве топлива результаты этих работ не нашли практического применения. Это во многом объяснялось наличием мощной сырьевой базы для производства бензина и его низкой стоимости.

Для ожижения ПГ используется следующие криогенные циклы:

-дроссельные циклы

-детандерные циклы среднего давления

-каскадные криогенные циклы с чистыми хладагентами

-однопоточные каскадные циклы с хладагентом, являющимся многокомпонентной смесью (смешанный хладагент)

На выбор технологической схемы ожижителя существенное влияние оказывают параметры ПГ, поступающего на ожижение.

На целом ряде ожижительных установок нашли практическое применение те криогенные циклы, которые широко используются в воздухо- и газоразделительных установках, в ожижителях азота, кислорода и других криопродуктов.

Среди этих циклов простейшим является цикл ожижения газа высокого давления с однократным дросселированием.

Основными задачами курсовой работы являются:

1)Выбор цикла ожижения ПГ

2)Технологическая схема выбранного цикла

3)Нахождение теплофизических свойств ПГ

4)Нахождение основных характеристик цикла

5)Расчёт теплообменного аппарата, входящего в данный цикл

Принципиальная схема установки ожижения метана, работающей по простому дроссельному циклу

1. Выбор начальных параметров

- Температурные уровни

[ 1 ]

(удельные потери от неполноты рекуперации. Принимаем минимально возможные)

- Давление потоков

(давление обратного потока обычно меняется мало, т.е. близко к атмосферному) [1, стр.30]

(давление прямого потока, целесообразное давление сжатия)[1,c30]

- Допускаемые потери и коэффициенты

(приток теплоты из окружающей среды вследствие несовершенства теплоизоляции. Для насыпной теплоизоляции для средних и небольших установок) [2, стр 207]

(коэф характеризует неидеальность рабочего процесса в компрессоре) [2,стр 208]

Cp=2,236 кДж/кгК (удельная теплоёмкость) [3, стр 293]

2. Характеристики цикла

- Уравнение энергетического баланса ступени

- Нахождение параметров узловых точек

Из теплового баланса теплообменного аппарата дроссельной ступени определяем состояние метана перед дросселем

0,386(-) = 0,316(1189,11-796,1)

=699,69 кДж/кг

таблица 1

параметры узловых точек

	f	1		2	3	5
p, МПа	0,1	0,1	0,1	20	20	0,1
T, K	111,5	300	295	300	219	111,5
i, кДж/кг	285,6	1200,23	1189,11	1021,43	699,69	796,1
s, кДж/(кгК)	4,929	11,628	11,591	8,429	7,177	9,508