液化天然氣裝備設計技術：動力儲運捲 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

在LNG工業領域，大力發展LNG産業，提高天然氣能源在消費中的比例是調整我國能源結構的重要途徑，LNG既是天然氣遠洋運輸的主要方法，也是天然氣調峰的重要手段。隨著國內眾多LNG工廠的相繼投産及沿海LNG接收終端的建設，我國LNG工業進入瞭高速發展時期，與之相關連的LNG低溫製冷裝備技術也得到相應快速發展。LNG液化工藝主要包括天然氣預處理、液化、儲存、運輸、接收、再汽化等工藝單元，其中，液化工藝為核心工藝流程，主要應用低溫製冷工藝技術製取-162℃低溫環境並將天然氣液化。

本書主要圍繞LNG混閤製冷劑液化工藝及貯運工藝中所涉及的主要低溫裝備，研究開發LNG工藝流程中主要主要動力裝備及儲運裝備的設計計算技術，主要包括螺鏇壓縮膨脹製冷機、天然氣壓縮機、混閤製冷劑壓縮機、BOG壓縮機等裝備的設計計算技術，為LNG液化、LNG儲運、LNG接收及LNG汽化等關鍵環節中所涉及主要設備的設計計算提供可參考樣例，並推進LNG係列裝備及係統工藝技術的標準化及國産化進程。

內容簡介

本書主要圍繞液化天然氣（LNG）混閤製冷劑液化工藝及儲運工藝中所涉及的主要低溫裝備，研究開發LNG工藝流程中主要動力裝備及儲運裝備的設計計算技術，主要包括混閤製冷劑離心壓縮機、天然氣往復式壓縮機、BOG壓縮機、混閤製冷機膨脹機、螺鏇壓縮膨脹製冷機、LNG潛液泵、LNG溫控閥及其附件、LNG汽車加氣係統、LNG大型儲罐、10000m3液化天然氣球罐、LNG立式儲罐、LNG槽車等裝備的設計計算技術，為LNG液化、LNG儲運、LNG接收及LNG氣化等關鍵環節中所涉及主要設備的設計計算提供可參考樣例，並推進LNG 係列裝備及係統工藝技術的標準化及國産化進程。

本書不僅可供從事天然氣、液化天然氣（LNG）、化工機械、製冷與低溫工程、石油化工、動力工程及工程熱物理領域內的研究人員、設計人員、工程技術人員參考，還可供高等學校化工機械、能源化工、石油化工、低溫與製冷工程、動力工程等相關專業的師生參考。

作者簡介

張周衛，蘭州交通大學，教授，男，國傢“萬人計劃”領軍人纔，創新創業人纔，國傢科技專傢庫專傢，環境科學博士後，動力工程及工程熱物理博士，畢業於西安交通大學能源與動力工程學院製冷及低溫工程係，高級工程師，教授，主要從事空間低溫製冷技術、壓縮機械、真空低溫設備、LNG過程控製裝備、多股流纏繞管式換熱裝備、螺鏇壓縮膨脹製冷機等研究，涉及係統耦閤傳熱及傳熱數值模擬計算，低溫節流減壓裝置、低溫係統換熱裝備、低溫冷屏蔽係統、高超聲速飛行器空間低溫製冷機理研究等；先後參與北京航空航天大學863係統項目子項目“天然氣渦鏇壓縮機”、清華大學航天航空學院973係統子項目“空間氣流組織測試模擬環境室”、總裝備部“空間低溫紅外輻射冷屏蔽係統研究”、真空低溫國防重點實驗室“空間低溫流體流動特性實驗研究”、國傢重點實驗室“空間低溫流體自密封加注係統研究”等，先後參與項目20多項，主持國傢自然基金及國傢創新基金等6項、甘肅省創新基金4項、甘肅省自然基金等項目4項，與企業閤作4項等；主持申報發明專利46項，發錶論文30多篇，齣版學術專著3部等；帶領創新創業團隊獲得省級二等以上奬勵54人次，廳級以上奬勵80多人次，2013年入選江蘇省啓東市“東疆英纔扶持計劃”，2014年入選“國傢創新人纔推進計劃”，2016年入選國傢“特殊人纔支持計劃”。

內頁插圖

目錄

第1章混閤製冷劑離心壓縮機設計計算
1．1設計中所涉知識點介紹/002
1．1．1連續方程/002
1．1．2歐拉方程/002
1．1．3能量方程/003
1．1．4速度三角形/004
1．1．5伯努利方程/004
1．2壓縮過程和壓縮功的說明/005
1．2．1等熵壓縮/005
1．2．2多變壓縮/006
1．2．3壓縮功與葉輪中的氣體變化過程關係/006
1．2．4壓縮過程在T-S圖上的錶示/007
1．2．5總耗功和功率/009
1．2．6滯止參數的錶示/009
1．3壓縮機效率的錶達式/010
1．3．1多變效率/010
1．3．2絕熱效率/011
1．3．3等溫效率ηis和流動效率ηhyd/012
1．4壓縮機各部的壓縮過程/012
1．4．1工作級間的等熵壓縮過程/012
1．4．2級中實際壓縮過程/013
1．5混閤製冷劑壓縮機設計/013
1．5．1混閤製冷劑壓縮機設計任務/013
1．5．2壓縮機第一段設計計算/014
1．5．3壓縮機第二段設計計算/035
1．5．4主軸的計算/056
1．6離心式壓縮機強度設計及軸嚮推力計算/056
1．6．1轉子強度設計/056
1．6．2定子強度設計/057
1．6．3機殼部分計算/058
1．6．4軸嚮推力計算/059
1．7離心式壓縮機結構設計/060
1．7．1轉子的結構設計/060
1．7．2定子的結構設計/061
參考文獻/063
第2章天然氣往復式壓縮機設計計算
2．1總體設計/064
2．1．1設計原始資料/064
2．1．2天然氣的物性參數/065
2．1．3熱力計算/068
2．2動力計算/076
2．2．1麯柄連杆機構及運動關係/076
2．2．2作用力計算/076
2．3氣缸部分主要零件設計/080
2．3．1氣缸/080
2．3．2氣閥/083
2．3．3活塞/086
2．3．4填料和颳油器/088
2．4基本部件的設計/089
2．4．1麯軸/089
2．4．2連杆/090
2．4．3十字頭/096
2．4．4軸承/097
2．5其他部件的設計/097
2．5．1盤車裝置/097
2．5．2皮帶輪和飛輪/097
2．6氣路係統/098
2．6．1空氣濾清器/098
2．6．2液氣分離器、緩衝器和儲氣罐/098
2．7冷卻係統/098
2．7．1冷卻係統及其對水質的要求/098
2．7．2冷卻器的結構設計/098
參考文獻/098
第3章BOG壓縮機設計計算
3．1壓縮機的作用及分類/100
3．1．1BOG壓縮機的用途/100
3．1．2BOG壓縮機的種類/100
3．2壓縮機機組結構設計/101
3．2．1主機結構設計/101
3．2．2輔助設備設計/102
3．3熱力計算/103
3．3．1初始條件/103
3．3．2計算初始條件/103
3．3．3確定壓縮級數/104
3．3．4計算各級名義壓力/104
3．3．5計算各級排氣溫度/104
3．3．6計算各級排氣係數/105
3．3．7計算乾氣係數和抽氣係數/107
3．3．8壓縮機的行程容積/107
3．3．9確定活塞杆直徑/108
3．3．10確定氣缸直徑/108
3．3．11修正各級公稱壓力和溫度/109
3．3．12計算活塞力/110
3．3．13計算指示軸功率/111
3．3．14計算實際軸功率/112
3．3．15計算等溫指示效率和等溫效率/112
3．3．16選用電動機/112
3．4動力計算/113
3．4．1繪製氣體指示圖/113
3．4．2列的慣性力/113
3．4．3計算飛輪矩/116
3．5主要部件及零部件設計/117
3．5．1活塞組件設計/117
3．5．2氣缸的設計/124
3．5．3連杆的設計/124
3．5．4麯軸設計/131
3．5．5氣閥/132
3．5．6十字頭/136
3．5．7填料及密封材料/136
參考文獻/136
第4章混閤製冷劑膨脹機設計計算
4．1透平膨脹機的應用/137
4．1．1透平膨脹機的分類/137
4．1．2國內外透平膨脹機的發展概況/139
4．2製冷劑/139
4．2．1製冷劑的選用原則/139
4．2．2混閤製冷劑及其性質/140
4．2．3混閤製冷劑的選定/140
4．3透平膨脹機的工藝計算/141
4．3．1膨脹過程/141
4．3．2多變過程分析/142
4．3．3等熵過程分析/143
4．3．4膨脹混閤氣體進入氣相區的計算/145
4．4混閤製冷劑透平膨脹機的設計與計算/147
4．4．1設計資料/147
4．4．2混閤製冷劑透平膨脹機的熱力計算/148
4．5透平膨脹機的損失和效率/158
4．5．1工作輪輪背摩擦損失/159
4．5．2工作輪輪背摩擦損失計算/159
4．5．3工作輪內泄漏損失/160
4．6透平膨脹機的運行、維護和故障處理/160
4．6．1透平膨脹機的運行/160
4．6．2透平膨脹機的維護和檢修/161
參考文獻/163
第5章螺鏇壓縮膨脹製冷機設計計算
5．1螺鏇壓縮膨脹製冷機/164
5．1．1製冷壓縮機的發展/164
5．1．2螺鏇壓縮膨脹製冷機工作原理/165
5．1．3螺鏇壓縮膨脹製冷機技術特點/166
5．1．4螺鏇壓縮膨脹製冷機設計步驟/167
5．1．5螺鏇壓縮膨脹製冷機設計方法/167
5．2離心葉輪的設計計算/168
5．2．1離心葉輪主要結構參數/168
5．2．2後彎形葉輪參數的計算/168
5．2．3壓縮段級的總耗功/171
5．2．4葉輪葉片強度計算/172
5．2．5密封原理及結構形式/175
5．2．6葉片擴壓器設計計算/178
5．3螺鏇葉片的設計計算/183
5．3．1壓縮段膨脹段螺綫方程/183
5．3．2螺鏇葉片設計參數/185
5．3．3壓縮過程計算/186
5．4空氣冷卻器傳熱計算/188
5．4．1傳熱係數和傳熱熱阻/188
5．4．2翅片效率和翅片熱阻/191
5．4．3空冷器管外傳熱及阻力計算/195
5．5製冷過程設計計算/198
5．5．1布雷頓製冷循環/198
5．5．2膨脹過程計算/203
5．6製冷劑的選擇與應用/204
5．6．1製冷係統常用製冷劑/204
5．6．2對製冷劑要求/205
5．6．3載冷劑/205
5．6．4冷凍油/206
5．7製冷機熱工性能計算/207
5．8空心軸殼體強度計算/207
5．8．1空心軸圓筒強度/207
5．8．2彈性分析/208
5．8．3彈塑性分析/209
5．8．4加肋圓柱形殼體強度和穩定性計算/211
5．8．5相關案例/212
參考文獻/213
第6章LNG潛液泵設計計算
6．1泵的主要零部件/216
6．2泵的水力設計方法/216
6．2．1模擬設計法/216
6．2．2變型設計法/217
6．2．3速度係數設計法/217
6．2．4設計中關鍵問題的解決/217
6．3LNG潛液泵的設計技術指標和設計計算/218
6．3．1泵的基本參數的確定/218
6．3．2泵轉速的確定/219
6．3．3泵比轉速的計算/219
6．3．4計算泵的效率/220
6．3．5葉輪主要參數的選擇和計算/221
6．4壓水室、吸水室的水力設計/225
6．4．1壓水室/225
6．4．2壓水室的設計/226
6．4．3吸水室/227
6．4．4吸水室的設計/228
6．5泵的軸嚮力、徑嚮力計算及平衡/228
6．5．1軸嚮力的平衡/228
6．5．2軸嚮力的計算/228
6．5．3徑嚮力的計算及平衡/230
6．6低溫潛液泵電機的選擇/231
6．6．1低溫潛液泵電機的相關問題解決/231
6．6．2電機的選擇/232
6．6．3電纜的選擇/232
6．6．4電氣連接處的密封/233
6．7泵主要零部件的強度計算/233
6．7．1葉輪強度計算/233
6．7．2軸承的選擇/234
6．8泵的各零部件材料的設計/234
6．8．1奧氏體不銹鋼/234
6．8．2鎳基硬質閤金/235
6．8．3等離子堆焊技術/235
6．8．4深冷處理/235
6．8．5衝擊試驗/236
6．8．6拉伸試驗/236
參考文獻/236
第7章LNG溫控閥及其附件設計計算
7．1LNG溫控閥設計計算/237
7．1．1LNG溫控閥密封比壓計算/238
7．1．2LNG溫控閥閥體壁厚計算/239
7．1．3閥杆軸嚮力計算/239
7．1．4閥杆總轉矩計算/239
7．1．5LNG溫控閥閥杆應力校核/240
7．1．6LNG溫控閥閥杆穩定性分析/241
7．1．7閥杆頭部強度驗算/241
7．1．8LNG溫控閥閥瓣應力校核/242
7．1．9LNG溫控閥中法蘭連接螺栓/242
7．1．10LNG溫控閥中法蘭強度驗算/243
7．1．11LNG溫控閥閥蓋強度驗算/244
7．1．12閥蓋支架（T形加強筋）/244
7．1．13中法蘭螺栓扭緊力矩/245
7．1．14密封結構計算/246
7．2毛細管的設計計算與分析/251
7．2．1毛細管的節流特性/251
7．2．2毛細管長度對係統的影響/252
7．2．3影響毛細管設計的幾個參數/252
7．2．4毛細管的計算方法/254
7．3溫控閥執行器/256
7．3．1GMA熱變形機理分析/256
7．3．2感溫包/257
7．3．3感溫介質/257
7．3．4隔膜/257
7．4溫控閥截麵彈簧的設計計算/258
7．4．1異形鋼絲彈簧特性及基本設計公式/258
7．4．2異型鋼絲彈簧設計變形公式的推導/259
參考文獻/260
第8章LNG汽車加氣係統設計計算
8．1液化天然氣（LNG）汽車綜述/261
8．1．1LNG汽車的燃料係統/261
8．1．2LNG汽車的充裝/262
8．1．3LNG汽車的運行及維護注意事項/263
8．2LNG車載氣瓶/264
8．2．1LNG車載氣瓶發展現狀及應用/264
8．2．2LNG車載氣瓶的特點/267
8．2．3LNG車載氣瓶結構及操作原理/268
8．3LNG汽車加氣/269
8．3．1穩定供氣條件/269
8．3．2氣化量與供氣量關係/270
8．3．3LNG車載氣瓶的計算/273
8．3．4換熱器的設計計算/290
8．4加氣機/291
8．4．1加氣機管路/291
8．4．2加氣機結構/291
參考文獻/292
第9章LNG大型儲罐設計計算
9．1LNG大型儲罐/293
9．1．1LNG的低溫儲罐運輸/293
9．1．2LNG低溫儲罐的特殊要求/293
9．2LNG儲罐內罐總體結構尺寸確定/294
9．2．1儲罐設計數據/294
9．2．2LNG儲罐幾何尺寸/294
9．2．3主要構件結構尺寸的計算/296
9．2．4加強圈/297
9．2．5罐底闆尺寸/300
9．2．6內罐罐底邊緣闆厚度與寬度確定/300
9．3大型LNG儲罐絕熱計算/302
9．3．1傳熱機理/302
9．3．2基礎數據/302
9．3．3絕熱計算/303
9．4內罐罐體強度計算/307
9．4．1水壓試驗/307
9．4．2水壓試驗校核/308
9．4．3氣壓試驗/309
9．4．4負壓試驗/309
9．5LNG儲罐抗震計算/309
9．5．1自震周期的計算/309
9．5．2儲罐水平地震作用/310
9．5．3罐壁抗震驗算/311
9．5．4罐內液麵晃動波高/312
9．5．5錨固罐的罐壁抗震驗算/312
9．5．6地腳螺栓個數確定/313
9．6氣升頂方案設計/313
9．6．1平衡導嚮係統/313
9．6．2密封裝置係統/314
9．6．3供氣係統/315
參考文獻/317
第10章10000m3液化天然氣球罐設計計算
10．1球罐用鋼/318
10．1．1國內外球罐的常用鋼種/318
10．1．2幾種典型球罐用鋼/318
10．2球罐設計/320
10．2．1球殼結構/320
10．2．2支座結構/320
10．2．3拉杆結構/320
10．2．4支柱與球殼連接下部結構/321
10．2．5接管補強結構/321
10．2．6球罐的設計方法/321
10．3球罐設計/322
10．3．1基本參數/322
10．3．2基礎資料/322
10．4設計原則/323
10．4．1設計規範的確定/323
10．4．2壓力試驗方法/323
10．5球殼設計/324
10．5．1材料選用/324
10．5．2內壓球殼的計算/325
10．5．3外壓球殼的計算/325
10．5．4球殼薄膜應力校核/327
10．6球罐質量計算/328
10．7載荷計算/329
10．7．1自振周期/329
10．7．2地震力/330
10．7．3風載荷計算/330
10．7．4彎矩計算/330
10．7．5支柱計算/330
10．7．6單個支柱彎矩/331
10．7．7支柱穩定性校核/332
10．7．8地腳螺栓計算/333
10．7．9支柱底闆計算/334
10．7．10拉杆計算/335
10．7．11支柱與球殼連接最低點a的應力校核/336
10．7．12支柱與球殼連接焊縫的強度校核/337
10．8安全泄放計算/338
10．8．1安全閥排泄量/338
10．8．2安全閥排放麵積的計算/338
參考文獻/339
第11章LNG立式儲罐設計計算
11．1LNG立式儲罐的特點/340
11．2LNG立式儲罐的設計/341
11．2．1設計依據的標準及主要設計參數/341
11．2．2LNG儲罐結構的初步設計/342
11．2．3LNG立式儲罐強度校核/348
11．3外罐的開孔補強計算/356
11．3．1強度削弱係數計算/356
11．3．2有效補強範圍計算/356
11．3．3有效補強麵積Ae的計算/357
11．4LNG立式儲罐安全附件/357
11．4．1安全閥的設計計算/357
11．4．2爆破片的設計計算/358
11．5LNG立式儲罐及相關設備的選型/359
11．5．1測溫裝置的選型/359
11．5．2液位測量裝置的選型/359
11．5．3真空測量裝置的選型/360
11．5．4真空夾層安全泄放裝置的選型/360
11．6LNG立式儲罐管路的設計/360
11．7LNG儲罐的漏熱校核/360
11．7．1夾層允許漏熱/3

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