Введение
Глава 1. Современный уровень развития малотоннажного производства СПГ 14
1.1. Установки высокого давления с дросселированием и предварительным охлаждением 14
1.2. Установки среднего давления
1.2.1. Установки среднего давления с контуром охлаждения на сырьевом природном газе 19
1.2.2. Установки с внешним азотным охлаждением
1.3. Циклы, основанные на использовании смешанного хладагента (СХА) 35
1.4. Выводы по главе 1 47
Глава 2. Методика энтропийно-статистического анализа малотоннажных установок ожижения природного газа 49
2.1. Современные методы анализа термодинамической эффективности криогенных установок 49
2.2. Термодинамические основы энтропийно-статистического анализа малотоннажных установок ожижения природного газа 53
2.3. Исходные данные и определение основных характеристик рабочего цикла установки 55
2.4. Определение изотермической и адиабатной работы сжатия компрессора 56
2.5. Энтропийно-статистический анализ распределения затрат энергии в контуре природного газа (ПГ) 59
2.6. Особенности энтропийно-статистического анализа распределения затрат энергии в цикле с предварительным охлаждением парокомпрессионной холодильной машины (ПКХМ) 64
2.7. Выводы по главе 2 69
Глава 3. Энтропийно-статистический анализ существующих малотоннажных установок ожижения природного газа 71
3.1. Анализ термодинамической эффективности установок, работающих по простому дроссельному циклу высокого давления с предварительным охлаждением на уровне 233 К (минус 40 С) для условий работы на чистом метане 71
3.2. Влияние исходных примесей в природном газе на эффективность установок, работающих по простому дроссельному циклу высокого давления с предварительным охлаждением на уровне 233 К (минус 40 С) 87
3.3. Анализ термодинамической эффективности установки, работающей по дроссель-эжекторному циклу высокого давления с предварительным охлаждением на уровне 203 К (минус 70 С) 96
3.4. Анализ термодинамической эффективности малотоннажной установки сжижения природного газа, работающей по циклу среднего давления 104
3.5. Выводы по главе 3 119
Глава 4. Исследование и разработка малотоннажных установок СПГ . 121
4.1. Энтропийно-статистический анализ эффективности установки, работающей по циклу высокого давления с дроссель-эжектором и предварительным охлаждением на уровне 233 К (минус 40 С) для условий работы на чистом метане 121
4.2. Анализ влияния исходных примесей в природном газе на эффективность установки, работающей по дроссель-эжекторному циклу 135
4.3. Сопоставление эффективности дроссельного и дроссель эжекторного цикла в зависимости от изменения состава входящего природного газа 138
4.4. Создание установки сжижения природного газа производительностью 1 т/ч, работающей по дроссель-эжекторному циклу 140
4.5. Анализ термодинамической эффективности работы установки на основе данных промышленной эксплуатации 145
4.6. Энтропийно-статистический анализ установки с двумя дроссель-эжекторными ступенями и отдувкой низкокипящих компонентов 151
4.7. Выводы по главе 4
156
Глава 5. Перспективы развития малотоннажных установок ожижения природного газа 158
5.1. Разработка и исследование роторного волнового криогенератора (РВКГ) для малотоннажных установок сжижения природного газа.. 158
5.1.1. Анализ принципов энергообмена в известных конструкциях «безмашинных» и низкооборотных РВКГ 159
5.1.2. Нелинейная газодинамическая модель расчета процессов в РВКГ 184
5.1.3. Экспериментальное исследование РВКГ 196
5.1.4. Сопоставление экспериментальных данных и результатов расчета согласно нелинейной математической модели 209
5.2. Энтропийно-статистический анализ термодинамической эффективности установки среднего давления с РВКГ для условий ГРС 216
5.3. Энтропийно–статистический анализ термодинамической эффективности установки высокого давления с предварительным охлаждением в каскадной холодильной машине и дроссель-эжектором 221
5.4. Энтропийно–статистический анализ эффективности установки с внешним азотным рефрижераторным детандерным циклом 225
5.5. Сопоставление эффективности наиболее известных циклов сжижения ПГ на смешанных хладагентах (СХА) с помощью метода энтропийно статистического анализа 232
5.6. Оценка термодинамической эффективности современных малотоннажных установок сжижения природного газа 241
5.7. Выводы по главе 5 243
Общие выводы и заключение 245
Список сокращений и условных обозначений 247
Список литературы
