適用于FSRU的LNG中間流體氣化器換熱過程研究.pdf

1、為了推進(jìn)和實現(xiàn)LNG-FSRU再氣化模塊的國產(chǎn)化，對各氣化器進(jìn)行了比較，考慮到具體的使用環(huán)境和目前的制造工藝，決定在FSRU上采用中間流體氣化器（IFV）。用HYSYS軟件模擬了IFV中的換熱流程，對LNG氣化器、丙烷氣化器和LNG調(diào)溫器進(jìn)行了模擬分析計算。通過理論研究、文獻(xiàn)調(diào)研和洋山港 IFV的實際運行結(jié)果確定了適用于各換熱器的換熱計算模型，采用一定的計算方法分別對各換熱器進(jìn)行了換熱計算。從換熱情況、經(jīng)濟(jì)性、適用性、可操作性等方面對組

2、合式 IFV和分開式 IFV進(jìn)行綜合比較，最終確定了IFV的結(jié)構(gòu)形式及相關(guān)設(shè)計參數(shù)，決定在FSRU上采用組合式IFV作為氣化裝置。
　　結(jié)合具體實驗的可操作性、安全性、經(jīng)濟(jì)性等因素確定了實驗方案，總結(jié)了實驗系統(tǒng)中所需要用到的各種設(shè)備和元件，論述了實驗臺的搭建工作、實驗準(zhǔn)備工作和實驗操作步驟，介紹了實驗數(shù)據(jù)的處理方法和實驗不確定度分析，以期利用有參考意義的實驗數(shù)據(jù)對水、丙烷的換熱情況進(jìn)行具體研究。
　　為了驗證本實驗系統(tǒng)的準(zhǔn)確

3、性，首先在正式進(jìn)行實驗前做了相關(guān)的驗證性試驗進(jìn)行誤差分析。然后對氣化實驗套管內(nèi)丙烷和水以及冷凝實驗套管內(nèi)丙烷和冷氮氣的換熱實驗進(jìn)行研究分析，分別改變系統(tǒng)的傾斜程度、水的流量和水的入口溫度，分析其對水側(cè)的對流換熱、丙烷的沸騰換熱和丙烷的冷凝換熱產(chǎn)生的影響。
　　結(jié)果發(fā)現(xiàn)水側(cè)的換熱系數(shù)會隨著水流速和水入口溫度的增大而增大，在小角度傾斜時，當(dāng)傾角增大，其也有所增大，不過增幅逐漸減小。把實驗值與D-B方程預(yù)測值進(jìn)行對比，兩者吻合得很好，趨

4、勢都是一致的，而且誤差在10％以內(nèi)。
　　丙烷的沸騰換熱系數(shù)會隨著熱流密度的增大而增大，且增幅有所平緩。當(dāng)換熱管傾斜時，其沸騰換熱系數(shù)大于水平狀態(tài)下的換熱系數(shù)。用 Cooper方程對其換熱進(jìn)行預(yù)測，換熱系數(shù)預(yù)測值與實驗值的變化趨勢是一致的，不過實驗值會有所偏小，誤差基本在30%以內(nèi)。
　　丙烷的冷凝換熱系數(shù)隨著壁面過冷度的增大而減小，且減小幅度有所平緩。在小角度下，換熱管傾斜時，丙烷的冷凝換熱系數(shù)略大于水平狀態(tài)下的換熱系數(shù)。