船用烟气脱硫塔喷淋系统数值模拟研究

喷淋系统是船用烟气脱硫塔主要功能构件,喷淋系统参数喷淋锥角、喷淋流速和喷淋流量对船用烟气脱硫塔烟气流场均匀程度影响大,影响过程复杂。以某型号船用烟气脱硫塔为基础模型,采用Design Expert软件中BBD实验方法设计了基于喷淋系统参数喷淋锥角、喷淋流速和喷淋流量的三因素三水平共17组试验,以多个截面烟气速度标准偏差平均值为评判依据对塔内烟气流动均匀性进行评判。采用ANSYS自带软件SCDM建立了船用烟气脱硫塔三维实体模型,采用Fluent meshing进行了模型网格划分,采用计算流体动力学商业软件Fluent对试验进行模拟计算。应用Design Expert软件对17组试验结果进行二次回归分析,应用Matlab遗传算法工具箱对二次回归分析得到的目标函数关系式求解,得到各截面流速标准偏差平均值最小时喷淋流速、喷淋锥角、喷淋流量的对应值,再次应用Fluent软件对优化结果进行了验证,可靠度达97.40%。

中海油陵水气田首台高压收球筒分析设计

在石油运输管道建设与维护中,清管作业十分关键。收球筒是管道清管作业中必不可少的设备,其壳体接管开孔区域是承压薄弱部位,最易发生破坏。采用ANSYS17.0有限元分析软件,根据收球筒的主要设计条件和结构参数,按照JB 4732—1995 《钢制压力容器——分析设计标准(2005年确认)》的规定,对中海油陵水气田首台高压收球筒壳体多个开孔区域的主要受压元件进行应力分析与强度评定。结果表明,分析设计的高压收球筒满足应力强度评定要求,符合工程项目验收条件。

基于LNG冷能发电的朗肯循环关键参数分析优化

经过对传统两级低温朗肯循环进行模拟分析,为了提高系统的净输出功,提出了改进的两级低温朗肯循环系统。在系统初始参数与循环工质不变的情况下,以改进的两级低温朗肯循环的净输出功为研究对象。利用HYSYS过程模拟软件对其进行了逐级分析优化,得到优化后系统的关键参数为:系统低、高温级循环中工质的蒸发压力分别为4.2、0.64 MPa,冷凝压力均为0.1 MPa,LNG的气化压力为1.2 MPa,此时系统的净输出功最大。

气化炉激冷室结构优化及数值模拟

为改善气化炉内合成气带液现象,对气化炉激冷室结构进行了优化改进,将激冷室下降管出口由竖直筒体结构改为喇叭形外扩结构,并在下降管外壁与激冷室内壁之间增设破泡器。采用Fluent软件在冷态工况下对激冷室内流动情况进行数值仿真模拟,研究外扩结构开口角度和破泡器对激冷室内气液两相流动状态的影响。结果表明,随着外扩结构开口角度的增大,合成气带液现象不断得到改善;增设破泡器的激冷室上部气泡比无破泡器激冷室的明显减少,破泡器破泡效果显著。

基于遗传算法的LNG气化混合工质配比研究

混合工质合适的配比可以使其放热曲线与LNG气化曲线更好的匹配,减少冷能损失,从而提高循环效率。初选R23和R170为第一级循环的混合工质,R290、R143a、R1270和R125为第二级循环的混合工质。利用Hysys建立了利用LNG冷能发电的两级低温朗肯循环系统。以系统净输出功为目标函数,利用Design Expert设计混料试验进行计算并进行方差分析。借助Matlab中遗传算法得到混合工质配比的优化结果,其第一级循环配比:R23为80%、R170为20%;第二级循环配比:R290为33%、R134a为3.2%、R1270为60.1%、R125为3.7%。此时,系统净输出功为1 447.26 kW。再次利用Hysys对其进行验证,可靠度为99.91%。研究表明:第一级循环中制冷剂R23和第二级循环中R1270的含量对系统净输出功的影响最为显著。