基于J-T阀和机械制冷工艺调节天然气露点的热力学及经济分析

杨铜林, 谭川江, 李国娜, 张波, 王坤, 李浩玉, 黄靖珊

北京化工大学学报(自然科学版) ›› 2024, Vol. 51 ›› Issue (05) : 10-19. DOI: 10.13543/j.bhxbzr.2024.05.002

基于J-T阀和机械制冷工艺调节天然气露点的热力学及经济分析

  • 杨铜林, 谭川江, 李国娜, 张波, 王坤, 李浩玉, 黄靖珊
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摘要

在天然气输送过程中,常采用J-T阀制冷、机械制冷这两种低温分离法析出液烃和水来控制露点保证管输安全。针对两种工艺结构差异较大的情况,从能量、经济上对J-T阀制冷和机械制冷这两种天然气露点调节方法进行了模拟分析。研究结果表明,两种工艺的烃露点降接近,而机械制冷工艺的水露点降更高。在(火用)分析对比上,JT阀制冷工艺(火用)损(5 159kW)明显高于机械制冷工艺(1 961kW),机械制冷工艺的系统换热效率更高,使得其整体(火用)效率高于J-T阀制冷;高级(火用)分析结果显示,机械制冷工艺可避免(火用)损占比(69.8%)高于J-T阀制冷工艺(66.7%),改进潜力更大且代价更低。在资本投资对比方面,机械制冷工艺采用外部制冷系统提供冷量,设备的购置成本更高,但其保留了原料气的压力能,在相同外输条件下运行成本更低。综合投资成本及产品收益,在整个运行周期,机械制冷工艺的收益高出812.64×104美元。对两种工艺的敏感性分析显示,丙烷的冷却性能不会随其流量的增加而持续增加;随着地层压力的降低,利用压差来改善天然气性质的工艺效果低于采用外部丙烷制冷工艺。

关键词

节流阀 / 机械制冷 / (火用)分析 / 经济分析 / 敏感性分析

中图分类号

TE642

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杨铜林, 谭川江, 李国娜, 张波, 王坤, 李浩玉, 黄靖珊. 基于J-T阀和机械制冷工艺调节天然气露点的热力学及经济分析. 北京化工大学学报(自然科学版). 2024, 51(05): 10-19 https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2024.05.002

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