Моделирование и обоснование резервуарных систем снабжения сжиженным газом с перегревом паров в трубчатых грунтовых теплообменниках

• Автор: Максимов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 183 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РЕЗЕРВУАРНЫХ УСТАНОВОК НА ВЛАЖНОМ ГАЗЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ВЛАГИ В РЕГУЛЯТОРАХ ДАВЛЕНИЯ
1.1 Растворимость воды в сжиженных углеводородных газах
1.2 Источники влагопоступлений и накопления влаги в системах 17 резервуарного снабжения сжиженным газом
1.3 Условия гидратообразования в системах резервуарного снабжения сжиженным газом
1.4 Технические особенности эксплуатации различных резервуарных установок и параметры состояния сжиженного газа
1.5 Дросселирование влагосодержащего газа в регуляторах давления резервуарных установок
1.6 Анализ существующих технических решений по предупреждению кристаллизации воды при дросселировании влажного газа
1.6.1 Осушка сжиженного газа
1.6.2 Применение антигидратных ингибиторов
1.6.3 Применение регуляторов давления специальной конструкции и режимов их эксплуатации
1.6.4 Перегрев паровой фазы СУГ с использованием специального теплоносителя
1.7 Перегрев паровой фазы СУГ с использованием природной теплоты грунтового массива
1.8 Разработка технологической схемы перегрева паровой фазы
СУГ в трубчатых грунтовых теплообменниках
Выводы по главе

ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В ПОДЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРНЫХ УСТАНОВКАХ СЖИЖЕННОГО ГАЗА
2.1 Состояние вопроса и теоретические предпосылки
2.2 Математическая постановка задачи теплообмена подземного
резервуара сжиженного газа с вертикальным размещением в грунте
2.3 Математическое моделирование теплообмена в резервуарных установках сжиженного газа с вертикальным размещением в грунте
2.4 Оценка погрешности предлагаемого метода численного решения
задачи
2.5 Математическое моделирование теплообмена в резервуарных
установках сжиженного газа с горизонтальным размещением в грунте
2.6 Температурные режимы эксплуатации подземных резервуарных
установок сжиженного газа
Выводы по главе
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТЕПЛООБМЕНА В ТРУБЧАТЫХ ГРУНТОВЫХ
ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯХ СЖИЖЕННОГО ГАЗА
3.1 Общие предпосылки к разработке модели
3.2 Теплообмен на пароперегревательном участке подземного трубопровода
3.3 Теплообмен на восходящем подземном участке паропровода
3.4 Теплообмен на восходящем наземном участке трубопровод
3.5 Теплообмен в шкафном газорегуляторном пункте
3.6 Результаты численной реализации математической модели
Выводы по главе

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРВНЫХ УСТАНОВОК, ОБОРУДОВАННЫХ ТРУБЧАТЫМИ ГРУНТОВЫМИ
ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯМИ СУГ
4Л Описание экспериментальной установки и методика проведения исследований
4.2 Анализ результатов эксперимента
4.3 Определение теплофизических характеристик грунта
4.3.1 Определение плотности грунта
4.3.2 Определение влажности и теплопроводности грунта
4.4 Сравнительный анализ результатов теоретических и
экспериментальных исследований
Выводы по главе
ГЛАВА 5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ Г АЗОСНАБЖЕНИЯ ОТ ПОДЗЕМНОЙ РЕЗЕРВУАРНОЙ УСТАНОВКИ С ПЕРЕГРЕВОМ ПАРОВ В ТРУБЧАТОМ ГРУНТОВОМ ТЕПЛООБМЕННИКЕ
5.1 Разработка экономико-математической модели оптимизации тепловой защиты элементов резервуарной установки
5.2 Сравнительная экономическая эффективность предлагаемого способа предупреждения кристаллизации влаги в регуляторах давления резервуарных установок с использованием трубчатых грунтовых теплообменников
Выводы по главе 5
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

В целях получения технических характеристик регулятора в наиболее неблагоприятных условиях эксплуатации испытания проводились при дросселировании жидкой фазы СУГ. В качестве сжиженного газа использовался технический пропан по ГОСТ 20448-90.
Принципиальная схема экспериментальной установки представлена на рис. 1.7.
Рис.1.7. Схема экспериментальной установки для испытания регулятора
давления РДГЖ-1-18(10)
1 - подземный резервуар 2,5 м3; 2 - трубка для удаления воды;
3 - вентиль; 4 — фильтр; 5,8 - пружинные манометры; 6 - термометр;
7 - регулятор высокого давления РДГЖ-1-18(10); 9 - подземный трубопровод;
10 - конденсатосборник; 11 - поплавковый клапан (отсекатель) жидкости;
12 - регулятор низкого давления; 13 - 11-образный мано-вакуумметр;
14 - газовые счетчики; 15 - печь для сжигания газа.
Жидкая фаза из расходного резервуара 1 с давлением 0,5 0,9 МПа (абс),
пройдя через вентиль 3 и фильтр 4, поступала в регулятор высокого давления 7, где редуцировалась до давления 0,15 0,2 МПа (абс) и, охлажденная таким
образом до температуры -20С° -5- -28С°, подавалась в подземный трубопровод 9, где за счет теплообмена с окружающим грунтом полностью испарялась. Полученные пары снижали свое давление в регуляторе низкого давления