用于天然气液化的制冷剂组分自动调节研究

【摘要】：本文研究的是如何实现天然气液化工艺中混合制冷剂组分的自动控制。根据现役珠海天然气液化厂的工艺流程，首先简要介绍了天然气液化流程中的混合制冷剂的工作原理、组成结构以及目前现有的控制方式，并在混合制冷剂现有手动调节的基础上，以专家控制系统的理论建立了专家控制系统实现混合制冷剂组分的自动控制。之后用MATLAB仿真软件模拟多种实际工况，研究该自动控制系统的控制能力，即比较相同工况下人工控制与该自控系统的仿真控制输出，发现自动控制系统能模拟人工控制并能适应更为复杂的工况。同时本文在人工调节混合制冷剂组分控制回路的基础上，增加了调节阀和流量计，构建了混合制冷剂组分自动调节的闭环控制回路，还根据相关的工艺流程及数据研究并实例介绍了流量计和调节阀的选型。最后本文还简单分析了自动控制的经济优势，这些为今后的天然气液化项目中实现混合制冷剂组分自动控制系统的设计及优化奠定了理论基础。 本文的主要研究内容有：构建液化天然气工艺中混合制冷剂组分自动调节的控制回路；液化天然气工艺中各种冷剂流量计量的研究和流量计的选型；液化天然气工艺中各种冷剂流量调节的研究及调节阀的选型；设计液化天然气制冷剂自动调节的自动控制系统；通过MATLAB模拟工艺流程，分析并研究自控方案的可靠性和可行性，并得出结论。 【关键词】：混合制冷剂 LNG(液化天然气) 自动控制 专家系统
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP273;TE646
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 液化天然气的应用现状和优势7-15
• 1.1 液化天然气简介7
• 1.2 液化天然气的特点及应用优势7-8
• 1.3 液化天然气国内发展的现状和应用前景8-9
• 1.4 天然气液化工艺简介9-13
• 1.5 液化天然气制冷循环流程的现状13-14
• 1.6 本文工作的现实意义及主要内容14-15
• 第二章 珠海液化天然气项目简介15-23
• 2.1 原料天然气的液化工艺流程简介16-17
• 2.2 混合制冷剂制冷工艺流程简介17-20
• 2.3 构建制冷剂组分自动调节控制系统20-22
• 2.4 小结22-23
• 第三章 流量计应用与选型研究23-32
• 3.1 常用流量仪表的分类及特点23-25
• 3.2 流量计选用原则25-27
• 3.3 氮气、甲烷气态制冷剂组分流量计选型27-29
• 3.4 液体制冷剂组分流量计选型29-31
• 3.5 小结31-32
• 第四章 控制阀应用与选型研究32-40
• 4.1 混合制冷剂各个组分冷剂的调节阀选型33-36
• 4.2 调节阀口径的选定原则36-37
• 4.3 液体制冷剂组分调节阀口径计算及说明37-38
• 4.4 氮气、甲烷气态制冷剂调节阀口径计算及说明38-39
• 4.5 小结39-40
• 第五章 自动调节系统的设计和控制方案的研究40-53
• 5.1 控制方案研究40-41
• 5.2 专家控制系统41
• 5.3 基于直接专家系统的控制器设计41-52
• 5.4 小结52-53
• 第六章 混合制冷剂组分自动控制系统模拟仿真实验及结论53-64
• 6.1 建立仿真模型53-55
• 6.2 混合制冷剂单一组分自动调节的仿真实验及结论55-58
• 6.3 混合制冷剂多组分自动调节的仿真实验及结论58-62
• 6.4 混合制冷剂组分的手动控制与自动控制的比较62-63
• 6.5 小结63-64
• 第七章 工作总结和展望64-65
• 参考文献65-68
• 发表论文和参加科研情况说明68-69
• 附录69-73
• 致谢73

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