HYSYS的FRSU系统性能优化分析(6)
实现再气化功能的主要设备便是气化器，因此再气化模块的性能也直接取决于气化器的效能。液体加热气化器因为其效率较高，使用是最多的，且热源大多就地取材的选为海水。目前常用的气化器有开架式气化器（ORV）、浸没燃烧式气化器（SCV）以及中间介质气化器（IFV）这三种。而其中IFV比较适用于海水水质较差的陆上LNG气化终端以及重量受到严格限制的浮式LNG气化终端[9]，其使用范围较ORV更大，环保与经济方面较SCV更佳。因此在本文FSRU背景下，主要研究IFV的气化性能。
IFV是一种效率较高的气化器，因为其热源使用的是较为低廉的海水，因此其所需费用较低，相较于其它气化器对水质要求不高，其常被作为基本负荷型气化器来使用。它较为巧妙的利用了热管原理使得LNG与热源海水无需直接接触，而是通过中间介质来传递热量，这样就避免了直接接触带来的结冰问题。这样的传热方式不仅可以提升热源的经济性又能够保证高效的传热。IFV的结构形式按其换热器的布置方式可以分为整体式IFV与分开式IFV。
2。1。1 整体式IFV的构成与传热流程
IFV主要由气化段与过热段组成，气化段包括冷凝器与蒸发器，过热段包括调温器。目前国际上绝大多数的IFV都采用整体式布置，即把凝结器与蒸发器组合在一起，使得结构更加紧凑。整体式IFV的结构如图2-1所示。
图2-1 整体式IFV结构示意图[10]
IFV整体式布置的传热流程：在蒸发器中，海水走管程，中间介质走壳程，热源海水通过管束将热量传递给中间介质，使得中间介质沸腾气化，浮升到冷凝器中，与管内过冷流体LNG进行热交换，LNG在吸热气化的同时中间介质则被冷凝。凝结的中间介质重新回到蒸发器中，如此不断地进行气化凝结的循环，最终达到气液相平衡的状态。在调温器中，从海水进口处引入的高温海水加热气化后的天然气（NG），使其温度进一步升高，以达到输出的要求后对外输出。而从调温器出来的海水则进入蒸发器，继续加热更低温度的中间介质。
2。1。2 分开式IFV的构成与传热流程
整体式IFV中的蒸发器与凝结器是组合在一起的，制造时较为困难，但我们知道，对于一个单独的管壳式换热器的制造过程是比较容易的，所以考虑将整体式IFV拆分开，变为分开连接的三个换热器。其与IFV整体式布置有两个不同点，首先，蒸发器与凝结器中的介质循环无法自动完成，其间需要设置一个中间介质循环泵；其次，海水无需再先进入调温器后进入蒸发器依次加热NG和中间介质，可以直接从两个相互独立的海水进口处分别进入调温器与蒸发器[11]。分开式IFV结构如图2-2所示。
图2-2 分开式IFV结构示意图
分开式IFV的传热流程：在蒸发器壳程中的中间介质被高温海水加热气化，引入凝结器中加热管内的低温LNG，使之气化为NG，同时，中间介质被冷凝为液体，经过循环泵进入蒸发器中，完成中间介质的循环。气化后的NG进入调温器中被管内的海水进一步加热以达到合适的外输温度后输出。
2。2 中间流体的选择准则
对于IFV，主要就是靠中间介质对LNG的直接加来实现LNG的再气化，因此，
中间介质的选择在IFV的传热过程中发挥着至关重要的影响。
中间介质的选择原则如下：
（1）使用中间介质要保证不会破坏到臭氧层，并且其全球变暖效应（GWP）越低越好[12]以及安全系数要较高；
（2）中间介质要具有合理的相变压力及其对应的温度，以保证最大限度的发挥相变传热的优势；
（3）中间介质在与过冷LNG换热时，为保证其不会发生凝固，通常要求中间介质的冰点，要低于-100℃，最好在-162℃以下，以保证中间换热介质的正常换热循环；
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