第３卷第３期ＯＩＬ ＡＮＤ ＧＡＳ ＴＲＥＡＴＩＮＧ ＡＮＤＰＲ ＯＣＥＳＳＩＮＧ Ｉ油号加工ｌ ３、＝’ ９ 级联型天然气液化ＨＹＳＹＳ计算模型研究 王勇 张玉玺 李娟花’李占生ｚ齐园园 １．西安长庆科技工程有限责任公司，陕西西安７１００１８； ２．中国石油长庆油田公司监理公司，陕西西安７１００１８ 摘 要：ＬＮＧ调峰站主要用于天然气液化调峰使用，调峰装置的推广使用会对我国液化天然气 工业发展产生深远影响。法国燃气公司所采用的新型级联型天然气液化流程调峰装置代表了目前 国际上天然气液化流程的发展趋势。由于国外公司并没提供该装置的模拟计算，致使生产运行中有 些参数无法进行优化控制。结合该装置的生产运行参数，采用国际上著名的ＨＹＳＹＳ软件进行模拟、 分析、研究和计算，找出其中的关键参数控制点。该模型研究不仅对天然气液化设计提供理论依据， 还可对所建装置进行生产分析，优化系统参数，提高运行负荷，以最少的能耗获得更高的产率。该计 算模型研究对于国内开展天然气液化设计提供理论上的指导；对所建天然气液化装置提供参数优 化、工况考核等技术支撑。 关键词：级联型；天然气液化；ＨＹＳＹＳ；模拟；调峰 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６．２０１３．０３．０１１ ０前言 引进了该流程，实际运行证明该工艺具有实用价值。 天然气液化调峰装置主要分布在欧洲和北美。其 由于国外资料没有提供具体的计算模型，因而生产操 主要分布情况为：美国６２座、英国５座、加拿大３座、德 作中无法对装置进行参数的最优控制。本文通过运用 国２座，澳大利亚、阿根庭、中国、比利时和荷兰各１座口］。 国际上著名的ＨＹＳＹＳ软件对该ＬＮＧ调峰站进行模拟 国内某ＬＮＧ调峰站是我国第一座调峰型天然气 计算，结果表明：模拟与实际运行吻合得较好 。 液化装置。该装置建成推动了我国液化天然气工业的 发展，是东海天然气早期开采供应上海城市燃气工程 １ 级联型天然气液化流程特点 下游部分中的一个重要组成部分。主要用于天然气早 级联型天然气液化流程具有流程精简、降低设备 期开采中上游工程因不可抗拒的因素（如台风等）停 投资和操作费用的特点，主要是简化了预冷制冷机组 产，输气管线事故，或冬季调峰时向管网提供安全可 的设计。在流程中增加了精馏塔，并将冷剂分馏为以 靠的天然气。该装置由法国燃气公司设计制造，１９９９ 丁烷和戊烷为主的重组分和以氮、甲烷、乙烷为主的 年投入运行 ］。 轻组分。重组分在冷却和节流降温后返流，作为冷源 法国燃气公司在研究世界各种天然气液化流程 进入冷箱上部预冷天然气和混合冷剂；轻组分气液分 基础上，从优化流程、减少投资上开发了新型的混合 离后进入冷箱下部，用于冷凝和过冷原料气。 冷剂液化流程，即整体结合式级联型液化流程。该流 本工艺中冷箱采用高效钎焊板翅式换热器。该换 程吸收了国Ｐ￣ＬＮＧ技术最新发展成果，与当今天然气 热器具有体积小，便于安装的特点。整体冷箱分为上 液化技术发展趋势相吻合。国内某ＬＮＧ装置作为调峰 下两部分，结构紧凑，换热器平行排列，换热面积大， 收稿日期：２０１３－Ｏ１—０３ 基金项目：中国石油天然气集团公司资助项目（ＣＱＹＴ０２０Ｋ一２０１１） 作者简介：王勇（１９７８一），男，甘肃庄浪人，工程师，硕士，主要从事油气田设备及装置研究设计工作。 第３１卷第３期 ４９ ＯｌＬ ＡＮＤ ＧＡＳ ＦＩＥＬＤ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ 油号田开发 实际上支撑剂颗粒在裂缝中的输送沉降过程是 复杂的，为简化计算过程，此模型没有考虑液体在裂 缝中的滤失，如能在模拟中加入滤失模块，可进一步 提高模型的准确性。 Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｉｌ——ｇａｓ——ｗａｔｅｒ Ｔｈｒｅｅ Ｐｈａｓｅｓ Ｆｌｏｗ ｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｒｉｓｉｎｇ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ［Ｊ］．Ｏｉｌ—Ｇａｓｉｆｅｌｄ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，２９ （３）：１５—１６ ［６］王 松，杨兆中，李小刚，等．水力压裂中支撑剂输送的数值 模拟研究Ｕ］．石油天然气学报（江汉石油学院学报），２００９， ３１（５）：３８０—３８１． Ｗａｎｇ Ｓｏｎｇ，Ｙａｎｇ Ｚｈａｏｚｈｏｎｇ，Ｌｉ Ｘｉａｏｇａｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ 参考文献： ［１］Ｓｔｏｋｅｓ Ｇ Ｇ．Ｏｎ ｔｈｅ Ｅｆｌｅｅｃｔ ｏｆｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｏｆＦｌｕｉｄｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｅｎｄｕｌｕｍｓ［Ｊ］．Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｐｈｉｌｏ．Ｓｏｃ，１８５１，９（２）： Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｐｒｏｐｐａｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ［Ｊ］．Ｊｏｕｍａｌ ｏｆ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｊｉａｎｇｈａｎ ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＩｎｓｔｉｔｕｔｅＡｃａｄｅｍｉｃＪｏｕｒｎａ１），２００９，３１（５）：３８０—３８１． ８—１６． ［７］雷 晶．基于ＦＬＵＥＮＴ软件搅拌器的流体模拟［Ｉ］．油气田 ［２］Ｃｌａｒｋ Ｐ Ｅ．Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｏｆ Ｐｒｏｐｐａｎｔ ｉｎ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｆｒａｃｔｕｒｅｓ［Ｃ］． 地面工程，２０１０，２９（８）：２５—２６． ＳＰＥ １０３１６７，２００６． Ｌｅｉ Ｊｉｎｇ．Ｔｈｅ Ｆｌｕｉｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｌｅｎｄｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＦＬｕ— ［３］乔继彤，张若京，姚 飞．水力压裂的支撑剂输送分析［Ｊ］． ＥＮＴ Ｓｏｆｔｗａｒｅ［Ｊ］．Ｏｉｌ—Ｇａｓｉｆｅｌｄ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，２９ 工程力学，２０００，１７（５）：８９—９１． （８）：２５—２６． Ｑｉａｏ Ｊｉｔｏｎｇ，Ｚｈａｎｇ Ｒｕｏｊｉｎｇ，Ｙａｏ Ｆｅｉ．Ａ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｐｒｏｐｐａｎｔ ［８］杜明俊，马贵阳，陈笑寒．冻土区埋地热道停输温降数 Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｉｎ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ［Ｊ］．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ， 值模拟［Ｊ］．天然气与石油，２０１０，２８（４）：５４—５７． ２０００，１７（５）：８９－９１． Ｄｕ Ｍｉｎｇｊｕｎ，Ｍａ Ｇｕｉｙａｎｇ，Ｃｈｅｎ Ｘｉａｏｈａｎ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａ— ［４］朱红钧，林元华，田 博，等．气体钻井偏心环空气固两相流 ｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｆｉｅｌｄ ａｎｄ Ｃｒｕｄｅ Ｏｉｌ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｄｒｏｐ ｏｆ 模拟研究［Ｊ］．石油钻采工艺，２０１０，３２（１）：２３—２４． Ｂｕｒｉｅｄ Ｈｏｔ Ｏｉｌ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｄｕｒｉｎｇ Ｓｈｕｔｄｏｗｎ ｉｎ Ｐｅｒｍａｆｒｏｓｔ Ｒｅ— Ｚｈｕ Ｈｏｎｇｊｕｎ，Ｌｉｎ Ｙｕａｎｈｕａ，Ｔｉａｎ Ｂｏ，ｅｔ ａ１．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａ— ｇｉｏｎ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｌａ Ｇａｓ ａｎｄ Ｏｉｌ，２０１０，２８（４）：５４—５７． ｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｇａｓ——Ｃｕｔｔｉｎｇｓ Ｆｌｏｗ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｉｎ Ｅｃｃｅｎｔｉｒｃ Ａｎｎｕｌｕｓ ［９］刘 刚，雒定明，景雪伟，等．水力旋转器分离性能的数值模 ｂｙ Ｇａｓ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ［Ｊ］．Ｏｉｌ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， 拟［Ｊ］天然气与石油，２００７，２５（４）：４５—４８． ２０１０，３２（１）：２３－２４． Ｌｉｕ Ｇａｎｇ，Ｌｕｏ Ｄｉｎｇｍｉｎｇ，Ｊｉｎｇ Ｘｕｅｗｅｉ，ｅｔ ａｌ Ｔｈｅ Ｎｕｍｅｉｒｃａｌ ［５］于莉娜，李英伟，郭学涛，等．垂直上升管内油气水三相流数 Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｃｙｃｌｏｎｅ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｌａ 值模拟方法研究［Ｊ］．油气田地面５－．程，２０１０，２９（３）：１５—１６． Ｇａｓ ａｎｄ Ｏｉｌ，２００７，２５（４）：４５—４８． Ｙｕ Ｌｉｎａ，Ｌｉ Ｙｉｎｇｗｅｉ，Ｇｕｏ Ｘｕｅｔａｏ，ｅｔ ａ１．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ （上接第４１页） ＨＹＳＹＳ计算模型研究［Ｊ］．石油与天然气化工，２０１１，４０（３） ［３］顾安忠．液化天然气技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社， ２３６－２３９． ２００４．５０－６０． Ｗａｎｇ Ｙｏｎｇ，Ｗａｎｇ Ｗｅｎｗｕ，Ｈｕｙａｎ Ｎｉａｎｃｈａｏ，ｅｔ ａ１．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｇｕ Ａｎｚｈｏｎｇ．Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ（ＬＮＧ）Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｍ］ ＨＹＳＹＳ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ Ｏｉｌｉｆｅｌｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ｇａｓ Ｅｔｈａｎｅ Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｐｒｅｓｓ，２００４．５０—６０． Ｒｅｃｏｖｅｒｙ［Ｊ］．Ｏｉｌ ａｎｄ Ｎａｔｕｒｌａ Ｇａｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｙｒ，２０１ １，４０ ［４］郭揆常．矿场油气集输与处理［Ｍ］．北京：中国石化出版社， （３）：２３６—２３９． ２００９．１２０－１３（）． ［７］王 勇，张玉玺，白剑锋．ＬＮＧ制冷ＨＹＳＹＳ计算模型研究 Ｇｕｏ Ｊｕｅｃｈａｎｇ．Ｏｉｌ Ｆｉｅｌｄ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｇａｔｈｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａ— ［Ｊ］．天然气与石油，２０ｌ２，３０（４）：３０—３２． ｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｙｒ Ｐｒｅｓｓ Ｗａｎｇ Ｙｏｎｇ，Ｚｈａｎｇ Ｙｕｘｉ，Ｂａｉ Ｊｉａｎｆｅｎｇ．ＬＮＧ Ｒｅｆｉｒｇｅｒａｔｉｏｎ ２００９．１２０－１３０． ＨＹＳＹＳ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ ａｎｄ Ｏｉｌ，２０１２，３０ ［５］博布洛夫斯基ＣＡ．天然气管道输送［Ｍ］．北京：石油工业出 （４）：３０—３２． 版社．１ ９８５．８０—９０． ［８］李武广，杨胜来，殷丹丹，等．页岩气开发技术与策略综述 Ｂｏｂｂｒｏｖｅｓｋｙ ＣＡ．Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ［Ｍ］ ［Ｊ］．天然气与石油，２０１１，２９（１）：３７—３９． Ｂｅｉｎｇ：Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｉｎｄｕｓｔｙｒ Ｐｒｅｓｓ．１９８５．８０—９（）． Ｌｉ Ｗｕｇｕａｎｇ，Ｙａｎｇ Ｓｈｅｎｇｌａｉ，Ｙｉｎ Ｄａｎｄａｎ，ｅｔ ａ１．Ｓｈａｌｅ Ｇａｓ Ｄｅ— ［６］王 勇，王文武，呼延念超，等．油田伴生气乙烷回收 ｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｓｔｒａｔｅｇｙ Ｒｅｖｉｅｗ［Ｊ Ｊ ｌＮａｔｕｒａｌ Ｇａｓ ａｎｄＯｉｌ，２０１１，２９（１）：３４—３９．
