1) Prozessbeschreibung
Das Kältemittelgemisch für diese Anlage besteht aus gereinigtem Methan, Stickstoff und Kohlenwasserstoff-Kältemitteln.
Vom oberen Ende des Kältemittelbehälters gelangt das Kältemittel in den Pufferspeicher am Einlass des Mischverdichters und anschließend zum Verdichter. Nach der Verdichtung in der ersten Stufe durchläuft es den Zwischenkühler zur Kühlung und teilweisen Kondensation und wird im Zwischenabscheider vergast. Anschließend erfolgt die Flüssigkeitsabtrennung. Das Gas gelangt zur Sekundärverdichtung in den Verdichter. Das unter hohem Druck stehende Kältemittel tritt am Auslass des Sekundärverdichters in den Endkühler zur Kühlung und teilweisen Kondensation ein, bevor das Gas-Flüssigkeits-Gemisch zur Trennung in den Endabscheider gelangt.
Das vom Zwischenabscheider abgetrennte Kältemittel unter mittlerem Druck wird von der Pumpe unter Druck gesetzt und gelangt dann nach dem Endkühler in den Abscheider. Dieser Prozess ist in Mini-LNG-Anlagen von großer Bedeutung.
Das im letzten Abscheider abgetrennte Hochdruck-Kältemittelgas und die Kältemittelflüssigkeit werden über eine Rohrleitung in den Kältekasten geleitet. Die Hochdruck-Kältemittelflüssigkeit wird im Wärmetauscher auf -65 °C unterkühlt, gedrosselt und entspannt und in den Rücklaufkanal des Wärmetauschers zurückgeführt. Das Hochdruck-Kältemittelgas wird im Wärmetauscher weiter auf -162 °C abgekühlt und kondensiert, gedrosselt und entspannt und in den Rücklaufkanal des kalten Endes des Wärmetauschers zurückgeführt. Dort verdampft es nach oben und vermischt sich in der Mitte mit der gedrosselten und entspannten flüssigen Phase. Es strömt nach oben und nimmt Wärme vom gereinigten Gas und dem Hochdruck-Kältemittel auf. Das Rücklauf-Kältemittel verdampft vollständig und tritt am warmen Ende des Wärmetauschers aus. Die Temperatur beträgt etwa 36 °C und der Druck etwa 0,31 MPa.
Aus dem Kältekasten gelangt das Kältemittel in den Ausgleichsbehälter am Einlass des Verdichters, wo es zirkuliert und verdichtet wird. Die Temperatur des aus dem Kältekasten austretenden Niederdruckkältemittels liegt üblicherweise über dem Taupunkt, sodass keine Flüssigkeit entsteht. Der Ausgleichsbehälter am Einlass dient dazu, zu verhindern, dass Flüssigkeit während des Betriebs, beim Anfahren oder beim Nachfüllen von Kältemittel in den Verdichter gelangt. Die im Ausgleichsbehälter gesammelte Flüssigkeit wird nicht abgelassen, sondern verdampft und dem Kältekreislauf wieder zugeführt. Dadurch werden Kältemittelverluste bei Systemstörungen vermieden.
2) Auslegungsparameter
Kompressortyp Zentrifugal, luftgekühlt (Prozessgas)
Saugdruck: 0,31 MPa.A
Saugtemperatur: ~36 ℃
Abgasdruck: 3,4 MPa.A (bezogen auf den Auslassflansch des Endkühlers)
Abgastemperatur: ~ 40℃ (bezogen auf den Auslassflansch des Endkühlers)
3) Anwendungsbereich
Zur Einstellung des Lasteinstellbereichs von 30 bis 110 % werden die Leitschaufeln am Kompressoreinlass sowie die Rücklaufverstellung am Kompressoreinlass und -auslass verwendet.
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Veröffentlichungsdatum: 20. Dezember 2022