基于改良(火用)分析方法的LNG冷能空分工艺优化

摘要

针对传统(火用)分析方法只能找到有效能损失的关键设备而无法找到其损失的主要源由的不足,提出了改良的(火用)分析方法.为了提高LNG冷能用于空气分离工艺的效能,基于大连LNG接收站的基础数据,利用HYSYS软件对提出的LNG冷能空分工艺进行模拟,对传统(火用)和改良(火用)进行分析计算,研究了主要设备各类娴损的分布情况,找到了引起各设备有效能损失的主要原因,并基于改良(火用)分析结果进行工艺优化.研究结果表明:①(火用)损失可划分为可避免内源性损失、可避免外源性损失、不可避免内源性损失和不可避免外源性损失4个部分;②各个压缩机的(火用)损分布情况较类似,可避免的内源性(火用)损均占较大比例;③不同换热设备的(火用)损区别较大,LNG-104、E-100、E-101主要为可避免外源性(火用)损,其他换热设备主要为不可避免内源性(火用)损;④水冷器E-100和E-101的可避免外源性(火用)损占比很大;⑤针对改良的(火用)分析结果提出了更换压缩机、增加冷流、增加预冷设备等为优化方向的两种优化方案,优化方案的单位液态产品能耗和有效能利用率较原方案均有所改善,对比分析后优选了优化方案二——方案二的能耗约为0.394 9 kWh/kg(降低了6.6％)、有效能利用率约为0.40(提高了28.891％).结论认为,优化结果验证了在LNG冷能空分工艺中采用改良(火用)分析优化方法的可行性,为实际工程中空分工艺的优化开辟了一条新的技术思路.