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介质温度及流量共同影响下LNG泵能量耗损分析
1
作者 任金平 陈兵 +4 位作者 史雪艳 底凤英 芦娅妮 康进科 袁博 《低温工程》 北大核心 2025年第1期87-93,100,共8页
以现有的低温LNG泵作为研究对象,基于熵产理论,在多工况点对泵内部压力、速度、温度、能量耗损情况进行分析。研究结果表明:试验范围内扬程系数φ随着流量系数ϕ的增加而减小,扬程系数的最大误差为3.7%。功率系数λ随着流量系数ϕ的增加... 以现有的低温LNG泵作为研究对象,基于熵产理论,在多工况点对泵内部压力、速度、温度、能量耗损情况进行分析。研究结果表明:试验范围内扬程系数φ随着流量系数ϕ的增加而减小,扬程系数的最大误差为3.7%。功率系数λ随着流量系数ϕ的增加而增大,功率系数的最大误差为8.3%。LNG泵内部压力分布和流量成反比,速度分布和流量成正比,流量越大,LNG泵内部压力越低,速度越大;介质温度对泵内部压力、速度分布影响微弱。同一介质温度下,泵内部的熵产能量耗损在额定工况点最小,流量减小或者增大泵内部熵产均有增加的趋势;同一流量下,泵内部温度越高,液体受分子热运动、粘性效应以及热传递的不可逆性联合影响导致熵产能量耗损增加。各工况点叶轮中介质温度均有上升趋势,但不超过0.11 K,可以忽略。 展开更多
关键词 液化天然气 LNG 泵 温度 流量 能量耗损
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天然气提氦工艺关键技术研究进展
2
作者 谢福寿 杨迪 +1 位作者 陈兵 韩泽 《天然气工业》 北大核心 2025年第4期155-169,共15页
中国氦气资源匮乏,如何从天然气中高效、低成本提取氦气是缓解氦气资源紧张的主要途径。为此,全面系统梳理归纳了从天然气中提取氦气最常用的3种技术,即低温法、变压吸附法和膜分离法,并介绍了各技术的特点。天然气提纯氦气的方式有很多... 中国氦气资源匮乏,如何从天然气中高效、低成本提取氦气是缓解氦气资源紧张的主要途径。为此,全面系统梳理归纳了从天然气中提取氦气最常用的3种技术,即低温法、变压吸附法和膜分离法,并介绍了各技术的特点。天然气提纯氦气的方式有很多,工艺设计时需要针对不同原料气组成以及参数对不同的提氦工艺技术进行筛选、集成和具体论证,在保证氦气回收率和纯度前提下,亟需形成提取氦气成本最低的工艺流程。研究结果表明:①低温法是通过沸点差异来实现与其他气体的分离,考虑天然气组分及经济性,通常应用在初步的提纯并得到液化天然气;②变压吸附法是利用吸附剂对气体的选择性吸附进行分离,通常使用在最终提纯;③膜分离法是利用膜根据气体分子大小差异进行分离,由于其能耗低、纯度相对较低等特点通常与其他技术耦合使用,具体选择与实际相结合。结论认为:①结合天然气液化联产提出的主动式+被动式新型氦气提取技术,其粗氦回收率超过99%,后续集成其他技术进行纯化,可得到纯度超过99.99%的高纯氦气,该技术既采用了BOG提氦(即被动式提氦)技术,又避免了由于环境影响造成的提氦不连续;②通过归纳总结3种提氦工艺的适用范围和阶段,同时提出的主动式+被动式新型天然气提氦耦合天然气液化工艺技术,可以为中国提氦行业的高质量发展提供新思路。 展开更多
关键词 天然气提氦 低温法 变压吸附法 膜分离法 BOG 主动式+被动式
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前密封环间隙变化对离心泵内部能量损耗的影响分析
3
作者 芦娅妮 任金平 +2 位作者 康进科 陈兵 张琪 《化工设备与管道》 北大核心 2025年第4期44-52,共9页
文章基于熵产理论,结合数值模拟与试验方法,研究前密封环间隙对离心泵水力性能及能量损失特性的影响。结果表明:随着前密封环间隙从0.2 mm增至0.8 mm,泵扬程下降3.74%,水力效率降低13.9%,轴功率上升11.86%。能量耗散特性呈现显著的区域... 文章基于熵产理论,结合数值模拟与试验方法,研究前密封环间隙对离心泵水力性能及能量损失特性的影响。结果表明:随着前密封环间隙从0.2 mm增至0.8 mm,泵扬程下降3.74%,水力效率降低13.9%,轴功率上升11.86%。能量耗散特性呈现显著的区域差异性:整机湍流耗散熵产率增长36.2%,壁面熵产率增长13.8%;进口延伸段-前泵腔区域熵产占比提升了6.61%,主要源于间隙增大激发的进口回流强化效应;叶轮区熵产占比下降4.6%,但流道内湍流熵产率显著增加,其进口区域因湍动能和涡动频率增大而对间隙变化尤为敏感,叶片表面熵产分布呈现显著不对称性,吸力面壁面熵产率最大超过工作面的80.8%,叶片和叶轮盖板内侧壁面熵产率对间隙变化响应不敏感;蜗壳区熵产占比下降源于其他区域熵产增长的相对效应,而非自身耗散机制改变。 展开更多
关键词 离心泵 密封环 间隙 熵产
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开架式气化器换热管预冷过程传热数值模拟 被引量：1
4
作者 任金平 于春柳 +3 位作者 陈兵 张琪 马政足 鄢强强 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期74-78,共5页
换热管作为开架式气化器的基本换热单元,工作时存在从环境温度降至低温的预冷过程,采用数值模拟的方法,对开架式气化器换热管预冷过程进行数值模拟,得到管内流体温度场和速度场变化情况。分析发现:预冷过程中,海水膜厚度越厚,换热管内... 换热管作为开架式气化器的基本换热单元,工作时存在从环境温度降至低温的预冷过程,采用数值模拟的方法,对开架式气化器换热管预冷过程进行数值模拟,得到管内流体温度场和速度场变化情况。分析发现:预冷过程中,海水膜厚度越厚,换热管内流体平均温度和平均速度越高;进入稳定换热后,海水膜厚度不再影响换热管内流体温度场和速度场的分布。结果有助于指导实际的预冷操作,对缩短预冷时间,提高预冷效率,减小海水用量,降低运行成本有意义。 展开更多
关键词 开架式气化器 换热管 液化天然气 预冷过程 传热
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天然气液化过程中重烃组分脱除工艺设计及应用 被引量：3
5
作者 任金平 芦娅妮 +4 位作者 黄波 陈兵 孟国亮 胡怀生 韩泽 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2023年第4期183-188,共6页
天然气液化前需对原料气进行净化处理,脱除其中的CO_(2)、H_(2)O、H_(2)S和重烃(C_(5)及以上烃类,简写为“C_(5+)”)组分等,防止以上组分在液化段冻结形成固体,堵塞管道和设备。以西部某液化天然气(LNG)工厂为例,针对该厂管道原料天然气... 天然气液化前需对原料气进行净化处理,脱除其中的CO_(2)、H_(2)O、H_(2)S和重烃(C_(5)及以上烃类,简写为“C_(5+)”)组分等,防止以上组分在液化段冻结形成固体,堵塞管道和设备。以西部某液化天然气(LNG)工厂为例,针对该厂管道原料天然气C_(5+)组分变化波动大、含量(物质的量分数,下同)高的情况,在对原料天然气组分检测分析的基础上,对原C_(5+)组分脱除工艺进行了改造设计,采用Aspen Hysys软件对设计的C_(5+)组分脱除新工艺进行了模拟计算并应用于生产,最后对生产中净化处理后的天然气组分进行了检测分析。结果表明,低温冷凝预分离+高性能活性炭吸附组合的C_(5+)组分脱除工艺理论上可行,在保证天然气C_(5+)组分满足液化过程要求的情况下,最大限度的保留了C_(2)~C_(4)组分不被脱除,提高了LNG的热值。模拟结果中脱除C_(5+)组分后的天然气中C_(5+)组分含量为0.007265%,与实际生产中净化处理后的天然气检测结果中的C_(5+)组分含量0.0076%相差不大,较为吻合。 展开更多
关键词 天然气 重烃脱除 液化 工艺改造 模拟计算
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高温管道法兰螺栓剩余预紧力研究 被引量：3
6
作者 张琪 张延华 +4 位作者 黄波 陈兵 芦娅妮 任金平 于春柳 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2023年第3期86-90,共5页
为了得到更加符合工程实际和合理可行的高温管道法兰螺栓热紧方法,设计搭建了由一对突面对焊钢制管法兰组成的试验装置,对高温管道法兰螺栓一次预紧和二次热紧后剩余预紧力进行测量,结果表明:可以通过增大施加预紧应力的办法,保证高温... 为了得到更加符合工程实际和合理可行的高温管道法兰螺栓热紧方法,设计搭建了由一对突面对焊钢制管法兰组成的试验装置,对高温管道法兰螺栓一次预紧和二次热紧后剩余预紧力进行测量,结果表明:可以通过增大施加预紧应力的办法,保证高温管道法兰螺栓连接结构的可靠性和密封性效果,并且二次热紧时施加的预紧应力可以比一次预紧适当小一些。 展开更多
关键词 高温管道法兰 螺栓 热紧 预紧力
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