Distribució de la temperatura interna de l'intercanviador de calor d'aletes de plaques en un sistema de liqüefacció

Distribució de la temperatura interna de l'intercanviador de calor d'aletes de plaques en el sistema de liqüefacció:
1) Cicle d'expansió del nitrogen: la diferència de temperatura d'intercanvi de calor als dos extrems i a les parts centrals de l'intercanviador de calor és molt petita, i la diferència de temperatura d'intercanvi de calor a les altres parts és gran. Tanmateix, hi ha certs requisits per a la diferència mínima de temperatura de transferència de calor en el disseny de l'intercanviador de calor, que no pot ser massa petita. En general, la distribució de la diferència de temperatura d'intercanvi de calor és desigual, la diferència de temperatura és gran i la pèrdua irreversible és gran, de manera que la demanda de potència de l'eix del compressor corresponent serà més gran;
2) Cicle d'expansió de nitrogen i metà: la capacitat de refrigeració a la part de baixa temperatura de l'intercanviador de calor és proporcionada per la vàlvula d'estrangulació. El mesclador de nitrogen i metà s'estrangula i es refreda. A causa de l'alt contingut de metà, la diferència de temperatura a l'extrem fred després de l'estrangulació és petita. Després que la temperatura augmenti, el metà i el nitrogen s'evaporen ràpidament, proporcionant una gran quantitat de capacitat de refrigeració, cosa que resulta en una gran diferència de temperatura a l'intercanviador de calor i el gas barrejat vaporitzat continua pujant. S'utilitza calor sensible per proporcionar capacitat de refrigeració per al gas natural líquid a alta pressió i la diferència de temperatura comença a fer efecte. Després de reduir-se a un cert valor, el fluid fred es barreja amb el gas de baixa temperatura a la sortida de l'expansor per continuar proporcionant capacitat de refrigeració per al sistema. La diferència de temperatura mínima dins de la caixa freda és a l'extrem més calent, l'extrem més fred i la confluència del fluid estrangulat i el fluid d'expansió. A més, la diferència de temperatura mitjana de l'intercanviador de calor també és menor que la del cicle de liqüefacció d'expansió de nitrogen;
3) MRC: la diferència de temperatura d'intercanvi de calor a l'extrem de baixa temperatura dins de l'intercanviador de calor és petita, i la diferència de temperatura és gran quan s'acosta a la temperatura normal. Això es deu principalment al fet que l'isopentà s'utilitza per substituir el butà en el refrigerant. Després que el refrigerant barrejat comprimit es refredi amb aigua de mar, l'isopentà del refrigerant es condensa en líquid. En el refrigerant barrejat estrangulat, l'isopentà comença a vaporitzar-se a una temperatura més alta, amb una gran calor latent de vaporització. Aquesta part de la capacitat de refrigeració no es pot consumir quan es refreden el gas natural i el refrigerant barrejat a alta pressió en el flux de calor, per tant, la diferència de temperatura d'intercanvi de calor en aquesta secció és gran. Tanmateix, l'ús d'isopentà en lloc de butà com a refrigerant d'alt punt d'ebullició no només pot reduir el consum d'energia, sinó que també pot augmentar la diferència de temperatura d'intercanvi de calor, cosa que és molt beneficiosa per a tot el sistema;
Amb l'augment del nombre d'etapes del cicle de refrigeració, el consum d'energia del sistema de refrigeració disminueix, i el coeficient de refrigeració i l'eficiència exergètica augmenten, però la influència de l'augment del nombre d'etapes en el rendiment de la refrigeració disminueix. L'augment de les etapes del cicle de refrigeració augmentarà la complexitat del procés i reduirà l'operabilitat. Les etapes òptimes dels sistemes de refrigeració amb diferents escales són diferents. Com més gran sigui l'escala, més etapes òptimes hi haurà;

L'MRC inclou un cicle amb prerefredament i un cicle sense prerefredament. El cicle de prerefredament també inclou prerefredament amb refrigerant pur i prerefredament amb refrigerant mixt. Els refrigerants mixtos en aquests cicles es divideixen en diferents etapes. El líquid separat de cada etapa es subrefreda i s'estrangula per a la refrigeració, i el gas separat continua refredant-se i separant-se. Les etapes de separació són diferents, la complexitat del procés és diferent i l'eficiència del cicle de refrigeració és diferent;
37、 En el disseny del procés de MRC, cal optimitzar l'estructura del procés i seleccionar el número de cicle adequat. MRC inclou MRC d'una sola etapa, MRC de dues etapes, MRC de tres etapes i MRC de diverses etapes. Actualment s'utilitzen aquests cicles de refrigeració. Cal seleccionar diferents etapes del cicle de refrigeració, diferents consums d'energia de refrigeració i diferents complexitats del procés segons les diferents escales de processament. L'optimització MRC inclou l'optimització de l'estructura i l'optimització dels paràmetres del procés;