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1、三 種LNG海水氣化器的換熱計(jì)算模型及方法 劉家琛1 ,巨永林1 ,傅允準(zhǔn)2( 1 上海交通大學(xué)制冷與低溫工程研究所,上海 200240;2 上海工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,上海 201620)摘要: 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對(duì)能源的需求日益增加,天然氣在我國(guó)一次能源中的比重越來越大。除了通過長(zhǎng)輸管道進(jìn)口天然氣外,近年來,通過 LNG 船海上運(yùn)輸進(jìn)口 LNG 發(fā)展十分迅速。通過 LNG 船運(yùn)輸需要建立大 量的 LNG 接收站。文中介紹了目前主要使用的三種 LNG 接收站氣化器形式和各自的優(yōu)缺點(diǎn)。通 過 對(duì) 三 種 LNG 海水氣化器內(nèi)部流動(dòng)換熱性能分析,建立起海水氣化器的設(shè)計(jì)模型。在模型的基礎(chǔ)上

2、提出了各個(gè)氣化器設(shè)計(jì)計(jì)算 的具體方法,通過與實(shí)際 LNG 氣化器參數(shù)的驗(yàn)證比較,表明文中提出的模型和計(jì)算方法可以用來指導(dǎo) LNG 海水氣 化器的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞: 液化天然氣( LNG) ; 海水氣化器; 傳熱模型; 設(shè)計(jì)計(jì)算Heat transfer model and calculation method for three types of LNG seawater vaporizersLiu Jiachen1 ,Ju Yonglin1 ,F(xiàn)u Yunzhun2( 1 Institute of efrigeration and Cryogenics,Shanghai Jiaotong Uni

3、versity,Shanghai 200240,China;2 School of Mechanical Engineering,Shanghai University of Engineering Science,Shanghai 201620,China)Abstract: With the rapid development of economics,the demand for natural gas has been growing dramatically Besides the transportation of natural gas by long pipeline,the

4、import of natural gas by LNG ( liquefied Natural Gas) carriers has been increas- ing in recent years,which requires the construction of a large number of LNG terminals Three typical LNG terminal vaporizers currently used and their respective advantages and disadvantages were described in this paper

5、Through the analyses of the cryo- genic fluid flow and heat transfer performance for three LNG seawater vaporizers,the design model was proposed On the basis of the model,the specific methods of the design and calculation for each vaporizer were presented The good comparison between the calculated r

6、esult and data sheet shows that the design model and calculation method can be guidance for the design of the dif- ferent LNG seawater vaporizersKeywords: LNG,Vaporizer,Heat transfer model,Design and calculation設(shè)備總成的一個(gè)有機(jī)整體,通過這些設(shè)備的相互協(xié)作,才能將海上運(yùn)輸來的 LNG 通過一定的工藝 流程存儲(chǔ)在 LNG 儲(chǔ)罐并外輸至用戶。這 些 設(shè) 備 包括卸料臂、儲(chǔ)罐、低壓輸送泵、高

7、壓輸送泵、氣化 器、BOG 壓縮機(jī)、火炬塔等。目前 LNG 接 收 終 端 主要 有 三 種 類 型 的 氣 化 器: 開 架 式 氣 化 器( OV) 、浸沒燃燒式氣化器( SCV) 和帶有中間傳 熱介質(zhì)的氣化器( IFV) 3。國(guó)內(nèi)對(duì) LNG 海水氣化器設(shè)計(jì)的 研 究 還 比 較 少。王萌等4 對(duì)超級(jí)開架式氣化器傳熱管進(jìn)行 了數(shù)值模擬,利用兩組離散化方程組得到了氣化 器的傳熱過程,并且對(duì)給定邊界條件下氣化器,作1引言天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)、高效、清潔的能源和化工原料,在世界能源結(jié)構(gòu)中的地位和作用不斷提 升。我國(guó)能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī) 劃 明 確 指 出: “十 二 五”期間,大力發(fā)展天然氣,2030

8、 年天然氣將占到 一次能源的 10% ,成為我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略中的一個(gè)亮點(diǎn)和綠色能源支柱之 一1。目 前 天 然 氣 進(jìn)口除了通過陸上長(zhǎng)輸管道外,另一個(gè)主要運(yùn)輸途 徑就是通 過 海 上 液 化 天 然 氣 ( LNG) 船2。通 過 LNG 船運(yùn)輸就要大力建設(shè) LNG 接收站,包括 LNG碼頭和 LNG 儲(chǔ)罐區(qū)。LNG 接收站是由眾多相關(guān) 收稿日期: 2014 09 26基金項(xiàng)目: 工業(yè)和信息化部高技術(shù)船舶科研項(xiàng)目。作者簡(jiǎn)介: 劉家琛( 1990 ) ,男,碩士研究生,主要從事低溫流體傳熱特性研究。制冷技術(shù)efrigeration57第 12 期出了表面換熱系數(shù)和溫度分布曲線。于 國(guó) 杰5等對(duì)

9、LNG 浸沒式氣化器殼程流場(chǎng)進(jìn)行了三維模 擬,得出噴射燃?xì)獾睦字Z數(shù)對(duì)水浴流動(dòng)影響較大, 排列和管束對(duì)流場(chǎng)影響明顯。白 宇 恒 等6 對(duì) 大 型 LNG 中間介質(zhì)氣化器換熱進(jìn)行了計(jì)算,對(duì)給定 工況下 IFV 氣化器獲得了換熱面積和各部分傳熱 系數(shù)分布。為了更好的實(shí)現(xiàn) LNG 氣 化 器 的 國(guó) 產(chǎn) 化,本文通過對(duì) LNG 氣化器內(nèi)部的流動(dòng)以及結(jié)構(gòu) 分析,利用傳熱學(xué)知識(shí)分別對(duì)三種類型氣化器進(jìn) 行設(shè)計(jì),以滿足 LNG 氣化需求。海水沿著管子徑向流動(dòng),在不斷下降 過 程 中與管內(nèi)的 LNG 進(jìn) 行 換 熱。但國(guó)內(nèi)外對(duì)流體縱 掠 管束流動(dòng)換熱的研究很少,主要是由于其換熱效果沒有橫掠管束好。雖然二者換熱有

10、一定差距,但是可以通過修正系數(shù)來進(jìn)行簡(jiǎn)單的修正,從而 得到二者的關(guān)聯(lián)。于是,可采用橫掠順排管束的計(jì)算方法來近似縱掠管束的換熱。所采用的換熱 關(guān)聯(lián)式為11:h = 0 033e0 8 Pr0 36 ( 1)ol2 3管內(nèi) LNG 計(jì)算模型由于 LNG 入 口 壓 力 過 大,超 過 了 其 臨 界 壓2開架式氣化器( OV) 設(shè)計(jì)分析力,所以其為單相液體時(shí),可以按照過冷狀態(tài)的換熱關(guān)聯(lián)式進(jìn)行計(jì)算。但是當(dāng)其溫度也達(dá)到了臨界 溫度時(shí)候,其狀態(tài)就完全成為了超臨界態(tài),其流態(tài)也沒有了氣液之分,統(tǒng)一為超流體狀態(tài)。而超流 體狀態(tài)下,LNG 物 性 變 化 劇 烈,其速度也不斷變 化,直接影響到換熱效果的計(jì)算。在

11、 D B 公 式的基礎(chǔ)上,可以進(jìn)一步優(yōu)化與修正其所產(chǎn)生的誤 差,將超臨界流體的比熱、物性變化加入考慮,從2 1OV 氣化器模型介紹開架式氣化器是以海水為熱源的氣 化 器,是 用于基本負(fù)荷型的大型氣化裝置,可在 0 100% 的負(fù)荷范圍內(nèi)安全運(yùn)行,可以根據(jù)需求的變化遙 控調(diào)整氣化 量7。整個(gè)氣化器利用鋁合金支架 固定安裝,基本單元是傳熱管,由平行分布的傳熱 管組成面板,兩端連接上下總管焊接形成一個(gè)板型管束,幾個(gè)面板組合成一個(gè)模塊,然后模塊串聯(lián) 形成氣化器,其 結(jié) 構(gòu) 和 工 作 原 理 如 圖 1 所 示8。 氣化器頂部有海水噴淋裝置,海水噴淋在管束外 表面上進(jìn)行換熱,依靠重力的作用自上而下流動(dòng)

12、。 LNG 在管內(nèi)向上流動(dòng),海水在管外向下流動(dòng)過程 中將熱量傳遞給 LNG,從而組成了一個(gè)逆流換熱 器,使得 管 內(nèi) LNG 能 夠加熱并且氣 化9。OV 氣化器適用于基本負(fù)荷型氣化需求,技術(shù)成熟,被 廣泛應(yīng)用,但是其對(duì)水質(zhì)要求較高,且容易出現(xiàn)結(jié) 冰而影響氣化效果,所以應(yīng)用有一定限制10。12而總結(jié)出適合甲烷超臨界換熱的關(guān)聯(lián)式。C pwh = 0 0156e0 82 Pr()()b0 50 3n( 2)ibCpbdibHw Hb式中,平均比熱為C p = T Tw b2 4總傳熱模型熱量由海水通過管壁傳遞到管內(nèi)海 水,包 含了三個(gè)環(huán)節(jié): ( 1 ) 海水到管外壁的 傳 熱; ( 2 ) 管 外

13、壁到管內(nèi)壁 的 傳 熱; ( 3 ) 管 內(nèi) 壁 到 LNG 的 傳 熱。于是整個(gè)傳熱過程的傳熱系數(shù)可表示為:1 do + 1do+ r + r + ) 1K = ( 3)oiwhidihodi式中: hi 、ho 為 管 子 內(nèi)、外的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù);ri 、ro 為管子內(nèi)、外側(cè)的污垢熱阻。得到總體傳熱系數(shù)之后,即可通過傳 熱 量 得 到氣化器所需換熱面積 A,其計(jì)算公式為:Q( 4)A =Kt其中t 采用對(duì)數(shù)平均溫差法進(jìn)行計(jì)算。圖 1 OV 結(jié)構(gòu)和工作原理圖Fig 1 OV structure and operating principle diagram2 2管外海水計(jì)算模型浸沒燃燒式氣化器

14、( SCV) 計(jì)算分析3SCV 氣化器模型介紹3 158制冷技術(shù)efrigeration第 12 期浸沒燃燒型氣化器是一種水浴式氣 化 器,如圖 2 所示。其由四部分組成,即氣體燃燒室、加熱 盤管、水箱以及其他附件。天然氣管路置于水浴 液位以下,一個(gè)或幾個(gè)燃燒器將燃燒后的煙氣直 接排入水浴 中,引起水浴的劇烈擾動(dòng),LNG 通 過管壁與水進(jìn)行換熱并氣 化13。煙 氣 的 放 熱 量 基 本相 當(dāng) 于 LNG 氣化所需的熱量,而 水 浴 的 溫 度 ( 30 左右) 保持不變。這種氣化器設(shè)計(jì)緊湊,安 裝不需要占用大量空間,其特點(diǎn)是設(shè)備投資低、啟動(dòng)快,能適應(yīng)負(fù)荷的突然變化,對(duì)水質(zhì)要求較低。 但是由于

15、其配有大量部件,運(yùn)行成本較大,因而適 于緊急情況或調(diào)峰時(shí)使用14。3 4總的傳熱模型計(jì)算 SCV 氣化器總的傳熱模型,可以按照類似于 OV 氣化器的模型進(jìn)行計(jì) 算。水 箱 中 的 水直接被燃?xì)饧訜?,然后水跟換熱管管壁進(jìn)行換熱, 再經(jīng)過換熱管管壁內(nèi)部的導(dǎo)熱,最后將熱量傳遞 給管內(nèi)的 LNG,使其被加熱并且氣化。整個(gè)傳熱 過程的傳熱系數(shù)、換熱面積以及換熱管管數(shù)都可 以按照 OV 氣化器的計(jì)算公式 進(jìn) 行 計(jì) 算。但 應(yīng) 注 意二者管外換熱系數(shù)以及管長(zhǎng)的不同,因 此 SCV 氣化器設(shè)計(jì)有其特殊的適用條件和方法。4帶有中間傳熱介質(zhì)的氣 化 器( IFV) 計(jì)算分析4 1IFV 氣化器模型介紹采用中間傳

16、熱介質(zhì)的方法可以改善結(jié)冰帶來 的影響,IFV 可分為三個(gè)部分,即由中間介質(zhì)氣化器 (E1)、LNG 氣 化 器 (E2 )和 NG 調(diào) 溫 器 (E3 ) 三段管殼式換熱器疊加組成6。在 E1 換熱器中,管內(nèi)海水強(qiáng)制對(duì)流放熱來加熱中間傳熱介 質(zhì),中間介質(zhì)在吸熱后氣化上升到 E2 換熱器中。 在 E2 換熱 器 中,氣化后的中間介質(zhì) 與 管 內(nèi) 的 低 溫 LNG 進(jìn)行熱交換,LNG 受 熱 氣 化,而 中 間 介 質(zhì) 則被冷 凝。凝結(jié)液依靠重力回流到 E1 換 熱 器 中,如此不斷的氣化凝結(jié),最終達(dá)到氣液平衡狀 態(tài),運(yùn)行過程中無需添加。在 E3 換熱器中,用管 內(nèi)的高溫海水加熱從 E2 換熱器

17、出來的 NG 氣體, 使其溫度進(jìn)一步升高,從而達(dá)到輸出要求,最終從 E3 換熱器出 口 排 出。而放熱后的高溫海水則是 進(jìn)入到 E1 換 熱 器,繼續(xù)加熱更低溫 度 的 中 間 介 質(zhì)。具體工作原理如圖 3 所示。IFV 氣化器避免圖 2 SCV 工作原理圖Fig 2 SCV operating principle diagram管外海水側(cè)計(jì)算模型海水為常 壓 狀 態(tài),進(jìn)出口溫度相差也較小。3 2海水在飽和壓力有確定的飽和溫度,即海水在沸騰過程中物性是不變的。管外為燃?xì)馔ㄈ牒K?中,產(chǎn) 生 大 量 氣 泡,沸 騰 傳 熱,其 換 熱 關(guān) 聯(lián) 式為11:ho = 90q Mrpr ( lgpr

18、 )m = 0 12 0 2lgp0 67 0 5 m 0 55( 5)式中: p 為表面平均粗糙度,對(duì) 一 般 工 業(yè) 用管材表面,p = 0 30 4m; q 為熱流密度,單位為 W / m2 ;為相對(duì)分子質(zhì)量; p 為對(duì)比壓力( 液Mrr體壓力與該液體的臨界壓力之比; 海水的臨界壓力為 22 8MPa。3 3管內(nèi) LNG 計(jì)算模型SCV 氣化器管內(nèi) LNG 換熱類似于 OV 氣化 器的管內(nèi)換熱,于是可以直接利用 OV 氣化器管 內(nèi) LNG 換熱關(guān)聯(lián)式,即超臨界甲烷換熱關(guān)聯(lián)式進(jìn) 行計(jì)算,可得到不錯(cuò)的結(jié)果。圖 3 IFV 工作原理圖Fig 3 IFV operating principle

19、diagram 了直接用海水換熱時(shí)的結(jié)冰問題,提高了傳熱效 率。雖然初投資成本較高,技術(shù)不夠成熟,但是其制冷技術(shù)efrigeration59第 12 期運(yùn)行成本較低,對(duì)水質(zhì)要求較小,因此可以作為主氣化器使用,是目前主要發(fā)展的氣化器類型15。對(duì) IFV 氣化器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),將其三個(gè)換熱器 分開獨(dú)立設(shè)計(jì)。但是對(duì)于每個(gè)單獨(dú)的換熱器設(shè)計(jì)時(shí),需要根據(jù)其他兩個(gè)換熱器中工質(zhì)的狀態(tài)和物 性參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。在滿足各個(gè)換熱器內(nèi)部能量守恒的同時(shí),也要遵循整體換熱器的能量守恒。4 2中間介質(zhì)氣化器計(jì)算由于在中間介質(zhì)氣化器( E1) 中,中間介質(zhì)達(dá) 到平衡狀態(tài)時(shí)的溫度是恒定的,對(duì)應(yīng)于這一溫度有確定的飽和壓力,因此其在沸騰過

20、程中物性是不變的。因此這一換熱過程中可以用下面換熱關(guān) 聯(lián)式計(jì)算11。離擬臨界溫度階段分段溫差可以稍微取大。然后分別計(jì)算每一段中 LNG 的換熱量和換熱系數(shù),然 后在得到每一段的傳熱系數(shù)和換熱面積的基礎(chǔ)上 得到總的換熱面積。LNG 側(cè)的換熱關(guān)聯(lián)式為12。 C0 820 5w 0 3pnhi = 0 0156eb Prb ( )( C )dbpbi( 11)總的傳熱系數(shù)和總的換熱面積計(jì)算公式與中 間介質(zhì)氣化器計(jì)算公式相同。4 4NG 調(diào)溫器計(jì)算在 NG 調(diào) 溫 器 ( E3 ) 中,管 內(nèi) 海 水 為 定 壓 狀 態(tài),進(jìn)出口溫度相差也較小,海水物性變化不大,所以可以選取海水進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均溫度

21、作 為物性選取的定性溫度。海水在管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流換0 67 0 5 m 0 55ho = 90q Mrpr ( lgpr )m = 0 12 0 2lgp11( 6)熱,其換熱關(guān)聯(lián)式為:海水基本處于定壓狀態(tài),進(jìn)出口溫度 相 差 也較小,在這溫度范圍之內(nèi),各物性變化幾乎呈線性 關(guān)系,所以可以取海水進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均溫 度作為物性選取基礎(chǔ)。海水流動(dòng)方式為管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流,于是其換熱關(guān)聯(lián)式為11: i0 80 3( 12)hi = 0 023ei Pridi天然氣在管外吸熱溫度不斷上升,由 于 處 于超臨界狀態(tài),其物性變化較為劇烈,因此需要對(duì)其 進(jìn)行分段計(jì)算。分別計(jì)算每一段中天然氣的換熱 量和換熱系數(shù),進(jìn)

22、而根據(jù)能量方程得出每一段的 海水的溫差,得到每一段的傳熱系數(shù)和換熱面積, 最終將其相加得到總的換熱面積。NG 流動(dòng)模型i0 80 3hi = 0 023 d ei Pri( 7)i總的傳熱系數(shù)計(jì)算公式為:11為外掠管束,從而其換熱關(guān)聯(lián)式為:1 do + 1do+ r + r + 1K = ()( 8)oiwNG de uNG 0 55h = 0 36 ()PrhidihodiQ1 /3( 13)oNGdevNG計(jì)算總的換熱面積為: A =( 9)Kt總的傳熱系數(shù)計(jì)算公式和總的換熱面積計(jì)算公式與上述兩個(gè)換熱器計(jì)算方法一致。4 3LNG 氣化器計(jì)算由于在 LNG 氣 化 器 ( E2 ) 中,中

23、間 介 質(zhì) 的 壓5計(jì)算結(jié)果力是恒定的,對(duì)應(yīng)于這一飽和壓力有確定的飽和溫度,即在冷凝過程中物性是不變的。中間介質(zhì) 在管外凝結(jié)換熱,這一傳熱過程可以用下面換熱關(guān)聯(lián)式進(jìn)行計(jì)算11。5 1OV 氣化器計(jì)算結(jié)果對(duì)于實(shí)際條件,海 水 流 量 為 6250t / h,進(jìn) 口 溫3度為 280 15K,LNG 流量為 183 3t / h,進(jìn)口溫度為139 55K,進(jìn) 口 壓 力 為 6 55MPa。為 了 滿 足 LNG 氣化,出口溫度到達(dá) 274 15K,需要設(shè)計(jì)計(jì)算出所 需氣化器換熱面積。利用上述 描 述 的 OV 氣 化 器設(shè)計(jì)方法,對(duì)實(shí)際氣化器案例進(jìn)行計(jì)算分析對(duì) 比,其比較結(jié)果如表 1 所示。從表

24、中可以看出,利用上述描述的設(shè)計(jì)方法 計(jì)算所得換熱面積與實(shí)際案例安裝換熱面積相差 不大,從而驗(yàn)證計(jì)算方法的準(zhǔn)確性。L L ( L g ) g1 /4ho = 0 729 ()( 10)dto L 在 E2 換熱器中,管內(nèi) LNG 壓力幾乎恒定,并在超臨界壓力以上。但是溫度變化范圍很大,其 中跨越了超臨界溫度,因此其各物性變化非常劇烈。根據(jù)一般超臨界物質(zhì)物性變化規(guī)律,其物性隨著溫度的升高先上升繼而達(dá)到最大值之后再下 降。因此需要 對(duì) 管 內(nèi) LNG 進(jìn) 行 分 段 計(jì) 算。在 擬臨界溫度附近選取的分段溫差要盡可能小,在遠(yuǎn)60制冷技術(shù)efrigeration第 12 期表 1 OV 氣化器計(jì)算結(jié)果與

25、實(shí)際參數(shù)對(duì)比Tab 1 The comparison between calculated result and actual parameter in OV vaporizer表 2 SCV 氣化器計(jì)算結(jié)果與實(shí)際參數(shù)對(duì)比The comparison between calculated result and actual parameter in SCV vaporizerTab 2計(jì)算所需換熱面積 / m2實(shí)際安裝換熱面積 / m2計(jì)算所需換熱面積 / m2實(shí)際安裝換熱面積 / m2誤差誤差1989 431940 352 53%407 88390 804 37%SCV 氣化器計(jì)算結(jié)果對(duì)于實(shí)

26、際條件,海水水浴溫度保持 296 15K, LNG 流量為 185 5t / h,進(jìn)口溫度為 138 85K,進(jìn)口 壓力為 6 55MPa,出 口 溫 度 為 274 15K。于 是 需 要設(shè)計(jì)計(jì)算出所需氣化器換熱面積。利用上述描 述的 SCV 氣化器設(shè)計(jì)方法,對(duì)實(shí)際氣化器案例進(jìn) 行計(jì)算分析對(duì)比,其比較結(jié)果如表 2 所示。從表中可以看,出本文提出的計(jì)算模型和計(jì)算方法計(jì)算所得換熱面積與實(shí)際相差較小,具有 很高的準(zhǔn)確性。5 25 3IFV 氣化器計(jì)算結(jié)果為了驗(yàn)證氣化器設(shè)計(jì)計(jì)算方法的準(zhǔn) 確 性,將與實(shí)際案例進(jìn)行分析比較。選取實(shí)際參數(shù)如表 3所示,其中中間介質(zhì)選取為丙烷。表 3 LNG 氣化器實(shí)際參數(shù)

27、Tab 3 The actual parameters of LNG vaporizerqmlng / ( t / h)參數(shù)Twa1 / Twa2 / Twa3 / Tlng1 / Tlng3 / TprPlng / MPaPw / MPa設(shè)定值6 856 382 5 1601175 7 76 30 2于是將實(shí)際參數(shù)代入計(jì)算公式,可以得到設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果。其結(jié)果以及與實(shí)際案例比較如表 4所示。表 4 IFV 氣化器計(jì)算結(jié)果與實(shí)際參數(shù)對(duì)比Tab 4 The comparison between calculated result and actual parameters in SCV vapori

28、zer制。SCV 氣化器投資低、啟動(dòng)快,能適應(yīng)負(fù)荷的突然變化,對(duì)水質(zhì)要求較低,但是運(yùn)行成本較大,因 而適于緊急情況或調(diào)峰時(shí)使用。IFV 氣化器避免 了直接用海水換熱時(shí)的結(jié)冰問題,提高了傳熱效 率。其運(yùn)行成本較低,對(duì)水質(zhì)要求較小,因此可以 作為主氣化器使用。本文對(duì)三種氣化器的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了 分析,總結(jié)出了適用于各自流動(dòng)換熱條件的計(jì)算 模型和換熱 關(guān) 聯(lián) 式。通 過 與 實(shí) 際 LNG 氣 化 器 參 數(shù)的驗(yàn)證比較,表明本文提出的模型和計(jì)算方法 可以用來指導(dǎo) LNG 海水氣化器的設(shè)計(jì),以此加速 LNG 氣化器國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。計(jì)算所需換熱面積 / m2實(shí)際安裝換熱面積 / m2換熱器誤差中間介質(zhì)(

29、 丙烷)氣化器LNG 氣化器1600 881616 49 0 97%694 93791 73 12 23%NG 調(diào)溫器592 61671 86 11 80%經(jīng)過上面的對(duì)比,我們可以發(fā)現(xiàn)誤差基本都在 15% 以 內(nèi),在換熱計(jì)算領(lǐng)域,20% 以 內(nèi) 的 誤 差 都是可以接受的11,因此我們可以基本判斷本文提出的計(jì)算模型和計(jì)算方法具有很高準(zhǔn)確性。參考文獻(xiàn)1 顧安忠 迎向“十 二 五”中 國(guó) LNG 的 新 發(fā) 展J 天然氣工業(yè),2011,31( 6) : 1 112 李波,周淑慧,郜婕,等 中國(guó) LNG 產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、問 題與市場(chǎng)空間J 國(guó)際石油經(jīng)濟(jì),2013( 6) : 5 153 曲順利,仇德朋

30、,郭雷,等 LNG 接收站中開架式氣化 器運(yùn)行 分 析J 山 東 化 工,2013,42 ( 10 ) : 103 1094 王萌,金滔,湯珂,等 超級(jí)開架式氣化器傳熱管換熱 過程的數(shù)值模 擬 分 析J 天 然 氣 工 業(yè),2013 ( 6 ) :102 1075 于國(guó)杰 LNG 沉浸式燃燒型氣化器數(shù)值模 擬D6結(jié)論本文首先對(duì) LNG 接 收 終 端 的 三 種 主 要 類 型的氣化器進(jìn)行了原理分析,對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)和適用性 經(jīng)行了比 較。OV 氣化器適用于基本負(fù)荷型氣 化需求,技術(shù)成熟,但是其對(duì)水質(zhì)要求較高,且容易出現(xiàn)結(jié)冰而影響氣化效果,所以應(yīng)用有一定限制冷技術(shù)efrigeration61第 12

31、 期大連理工大學(xué),20096 屈治國(guó),白宇 恒,廖 勇,等 大 型 LNG 中 間 介 質(zhì) 氣 化11 楊世銘,陶文銓 傳熱學(xué)M 北京: 高等教育出版社,200612 Wang Y,Hua Y,Meng H Numerical studies of super- critical turbulent convective heat transfer of cryogenic propellant methaneJ Journal of Thermophysics and Heat Transfer,2010,24( 3) : 490 50013 張文偉,王彥,冷緒林,等 LNG 接收站氣化器的

32、選 擇J 油氣儲(chǔ)運(yùn),2008,27( 3) : 47 4914 Yan P,Cao W,He F,et al The research and design ofa new type LNG vaporizerZ IEEE,20113693 369615 Pu L,Qu Z,Bai Y,et al Thermal performance analysis of intermediate fluid vaporizer for liquefied natural gasJ Applied Thermal Engineering,2014,65( 1 2) :564 574器換熱面積計(jì)算 方 法J

33、( 3) : 31 35天 然 氣 與 石 油,2013,317 陳永東,陳學(xué)東LNG 成套裝置換熱器關(guān)鍵技術(shù)分析J 天然氣工業(yè),2010( 1) : 96 1008 周華,田士章,朱乾壯,等 LNG 接收站開架式氣化器 的最大操 作 負(fù) 載J 油 氣 儲(chǔ) 運(yùn),2013 ( 6 ) : 583 5869 Fa J H,W Wu C,Ping Y Experimental research on a new vaporization of LNG using flue gas to impact under-water umbrella rotor to enhance heat transfe

34、rJgy Procedia,2012,17: 750 76110 Jin T,Wang M,Tang K Simulation and performance a- nalysis of a heat transfer tube in Super OVJ Cryo- genics,2014,61: 127 132Ener-( 上接 9 頁)3 Maekawa ,Ooba K,Nobutoki M,et al Dynamic simu-lation of a helium liquefierC Advances in CryogenicEngineering,2004,49: 192 1994

35、Maekawa ,Ooba K,Nobutoki M,et al Dynamic simu- lation of the helium refrigerator / liquefier for LHDJ Cryogenics,2005,45( 3) : 199 2115 Bradu B,Gayet P,Niculescu S I Modeling,Simulation and Control of Large Scale Cryogenic SystemsC Pro- ceedings of the 17th World Congress The International Federation of Automatic Control,Seoul,Korea,2008,3265 132706 Bradu B,Gaye Pt,Niculescu S I A process and control simulator for large scale cryogen

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