天然气浅冷装置火用平衡分析.pdf

维普资讯 学兔兔 天然气化工 2008年第33卷 天然气浅冷装置的火用平衡分析 吴国忠，王 勇，齐晗兵，李 栋 (大庆石油学院，黑龙江 大庆 1 63318) 摘要：某天然气加工系统的浅冷装置实际运行指标与设计数值相差较大，系统性能未能充分发挥，未达到预期的经济效 益。从炯平衡的角度分析了该天然气浅冷装置的运行特性，建立了浅冷装置的炯平衡模型。通过现场测试数据分析表明：压缩 单元、氨压缩机和换热单元的炯损效率分别为18．9％，9．4％和3．7％。压缩单元损较大，成为首要的改造对象。 关键词：天然气；浅冷装置；平衡；分析 中图分类号：TE645 文献标识码：A 文章编号2008)( 50—03 1 系统组成及流程 天然气浅冷装置是由压缩机、冷凝器、分离器等 设备组成，可分为3个子系统：压缩单元子系统、换 热单元子系统和制冷单元子系统。天然气经一级压 缩分离、二级压缩分离，氨冷却浅冷分离，最后达到 分离出天然气中轻烃的目的。天然气经一级压缩机 压缩，压力温度升高，经冷却器冷却，再到汽液分离 器进行一级分离，分离出部分天然气，再经过二级 压缩机压缩，又经过冷却器降温，流经分离器再分 离出部分的轻烃，天然气从分离器出来后进入贫气 换热器，再进氨蒸发冷却器冷却，流经分离器，分离 图1 天然气浅冷装置火用分析 出天然气中绝大部分轻J烃【”。 Fig．1 Energy analysis ofthe natural gas shallow coo~mg facility 2 装置火用平衡模型的建立 图1中：供入炯Exp，从外界获得的火用；有效供火用 应用热力学第一定律分析天然气浅冷装置的 Exu，供入火甩经过转换和传输后进入工艺利用环节的 能耗平衡时，只能评价能量消耗的多少，不能分析 火甩 和；输出炯EXB，供入火甩经过转换和传输后输出 能量的质量。而炯是指一定形态的能量，从它所具 体系外提供给其他装置的火甩；直接损失炯甄 ，供入 有的状态在各种势差的作用下(如传热、传质、化学 火甩在转换和传输过程中直接损失的炯；回收循环 反应等)，完全可逆的变化与环境条件相平衡的状 炯Exa，回收并直接用于本装置工艺利用环节的火甩；工 态。此过程中，这种形态的能最大限度的转化为“可 艺总用火甩 ，进入工艺利用环节的火甩总和火甩；热力 完全转化的能量”的那部分能量。这样就可以把炯 学耗炯EXT，装置的产品带出的总与原料带入的总 作为评价和比较各种不同形式能量的标准。换句话 火甩之差；待回收炯Exo，工艺总用火甩中，除了转化到