組合易調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備等現(xiàn)象的發(fā)生，同時天然氣品質得到一定改善。超音速脫水裝置是一種新型氣液分離設備，等效地將透平膨脹機、分離器和增壓機功能結合在一起，具有低耗、安全高效和無污染等優(yōu)點，但國內相關理論研究尚不完善，仍處于改進優(yōu)化階段。
　　本文研究了超音速脫水裝置的基本原理和設計方法，利用Solidworks分別對Lav

2、al噴管、旋流器和擴壓管等關鍵部件進行了三維設計。噴管的收縮段按五次曲線設計，喉管設計為平角加外圓過渡的形式，漸擴段和擴壓管設計為錐形，旋流器設計為螺旋擰裝式導流葉片，整套裝置的特點是法蘭組合、具有易拆卸調節(jié)不同幾何部件的功能。本文還對組合易調凝析式超音速脫水裝置的實驗系統(tǒng)進行了研究，將實驗系統(tǒng)設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)劃了安裝調試的主要內容和方法；根據(jù)各系統(tǒng)的功能和結構特點，對實驗測量點

3、和測量儀表進行了相應的設置；制定了較為詳細的實驗方案和實驗流程。
　　本文根據(jù)超音速脫水裝置的型線結構和流場特點，借助Gambit對所建物理模型進行了分區(qū)域網格劃分，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行了優(yōu)化研究。后期將導流葉片置于Laval噴管前端，通過對比法對前置型脫水裝置進行了相應的優(yōu)化研究。結果表明，后