組合易調(diào)凝析式超音速脫水裝置的分離性能優(yōu)化研究.pdf

1、天然氣凈化處理是生產(chǎn)LNG成品氣和集輸前必不可少的中間環(huán)節(jié)，有效地除去天然氣中的水可降低水合物堵塞管線、酸性氣體溶于游離水腐蝕管路設(shè)備等現(xiàn)象的發(fā)生，同時天然氣品質(zhì)得到一定改善。超音速脫水裝置是一種新型氣液分離設(shè)備，等效地將透平膨脹機(jī)、分離器和增壓機(jī)功能結(jié)合在一起，具有低耗、安全高效和無污染等優(yōu)點(diǎn)，但國內(nèi)相關(guān)理論研究尚不完善，仍處于改進(jìn)優(yōu)化階段。
　　本文研究了超音速脫水裝置的基本原理和設(shè)計方法，利用Solidworks分別對Lav

2、al噴管、旋流器和擴(kuò)壓管等關(guān)鍵部件進(jìn)行了三維設(shè)計。噴管的收縮段按五次曲線設(shè)計，喉管設(shè)計為平角加外圓過渡的形式，漸擴(kuò)段和擴(kuò)壓管設(shè)計為錐形，旋流器設(shè)計為螺旋擰裝式導(dǎo)流葉片，整套裝置的特點(diǎn)是法蘭組合、具有易拆卸調(diào)節(jié)不同幾何部件的功能。本文還對組合易調(diào)凝析式超音速脫水裝置的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計分化為增壓供氣系統(tǒng)、水霧化系統(tǒng)、低溫分離系統(tǒng)和參數(shù)測量系統(tǒng)四大部分；規(guī)劃了安裝調(diào)試的主要內(nèi)容和方法；根據(jù)各系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對實(shí)驗(yàn)測量點(diǎn)

3、和測量儀表進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)置；制定了較為詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)流程。
　　本文根據(jù)超音速脫水裝置的型線結(jié)構(gòu)和流場特點(diǎn)，借助Gambit對所建物理模型進(jìn)行了分區(qū)域網(wǎng)格劃分，前期利用Fluent14.5對后置型超音速脫水裝置的基本模型進(jìn)行了模擬分析，基于基本模型所存在的問題，通過改變幾何參數(shù)和工況條件對超音速脫水裝置的分離性能進(jìn)行了優(yōu)化研究。后期將導(dǎo)流葉片置于Laval噴管前端，通過對比法對前置型脫水裝置進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化研究。結(jié)果表明，后