国际上,对浮式液化天然气接收端的研究比较多。最早的是2000年11月《Offshore Engineer》的报道,经过意大利船级社的研究论证了液化天然气海上接受终端是具有可行性的[5]。2005年4月,美国完成了世界上第一个海上LNG接收终端的商业运转,这也标志着海上液化天然气接受终端由概念上的设计变成了工程上的应用。86939
由于FSRU系统优点多、功能齐全,国内外高度关注这种系统并把它作为近海离岸式接收终端的主要形式。经过多年的研究,海上液化天然气接收终端积累了许多实际经验,在实际工程应用中,已经实现了海上液化接收终端中的某些形式[6]。比起国外的先进水平,我国在浮式液化天然气接收端的实际工程运用中积累的经验较少。在国内,目前相关科研机构主要研究内容是接受方案的技术研究、FSRU与GBS比选研等,这些研究为未来的浮式液化天然气接收端的建设提供了一些技术基础[7]。
以组合安装的整体式结构的IFV安装方式在国外被广泛使用,在这样的换热器中,液态丙烷被海水加热气化后上升,遇到LNG被冷却后冷凝,由于重力作用,冷凝液自然下滴,回到换热器下部。
整体式IFV的组合安装方式的设计制造难度比较高,而且目前日本神户制刚垄断这项技术,导致技术封锁,价格昂贵[8]。为了实现IFV系统的国产化,并满足FSRU系统上具体的运行技术要求,可以将三个管壳式换热器的组合以达到这个目的。论文网
目前,IFV技术在陆地上使用已经非常成熟,由于船用IFV工作环境较为恶劣(船体晃动,安全场地限制),海工状态中,晃动操作时气化器的效率比陆地式气化器效率会有所降低;陆地式IFV系统通常采用细而长的结构,目的在于确保较高的海水流速,防止泥沙、海洋生物等杂质沉积在换热器内壁,所以其设备总长度较长;但是在海上,LNG-FSRU再气化模块里没有足够的空间留给IFV系统。突破这一技术壁垒已然是当前工作的重点[9]。
对于热交换系统的热经济性分析,李芬荣硕士针对地源热泵系统从热泵系统的初投资、系统运行费用、㶲效率、年度化成本、单位㶲成本和单位冷(热)量成本计算的这些方面进行考量;但其只对整个系统的㶲效率和㶲成本进行分析,没有分析发生在系统各个部位的㶲损失费[10]。针对于火电机组的热经济性分析,陈伟良和陈党慧提出以热经济学和边际成本概念为基础的热经济性分析方法——对复杂的能量系统主要根据相关单元的功能划分后的形成的组元,考察相关组元输出流变化对引起整个系统的能耗的影响,可以通过边际成本、单位成本和组元产品的函数来表达,来衡量整个系统所有组元的输出流变化对系统外部输入燃料的影响,便于动态评估火电机组的运行经济状态[11]。Fatma Karaca,Olcay Kincay和Esen Bolat针对化学热泵系统的热经济性分析主要从系统的热效率方面进行分析[12]。都大勇和王蒙对于浮式LNG接收站的经济性分析只是从建设投资进行考虑,没有进行热力学相关分析[13]。
对于FSRU系统的热经济性分析,目前国内外并没有直接的相关的课题和研究资料。经过对相关论文及文献的阅读及思考,决定从经济性(系统的购买费用及运行费用)、㶲效率、年度化成本、单位㶲成本这4个方面对FSRU系统进行热经济性分析。