Maagaasi veeldamine on madalal temperatuuril toimuv protsess. Puhastatud toormaagaas siseneb madalal temperatuuril jahutamiseks, kondenseerimiseks ja alajahutamiseks soojusvahetisse, seejärel drosseldatakse ja rõhu alandatakse temperatuuril –160–165 ℃ ning siseneb veeldatud maagaasi mahutisse.
Maagaasi jahutamise, kondenseerumise ja alajahtumise soojuse ja temperatuuri vaheline seos on järgmine:
1) Külmutustsükli tüübid
Maagaasi veeldamiseks tuleb eemaldada maagaasi jahutamise, kondenseerumise ja ülejahutamise protsessis tekkiv soojus ehk sellega on vaja vahetada vastavat jahutusvõimsust.
Veeldamisprotsessis kasutatav jahutussüsteem on loodud selleks, et soojusvaheti saavutaks külma ja soojusvoo vahelise minimaalse temperatuuri erinevuse, et saavutada kõrge jahutustõhusus.
Maagaasi veeldamise jahutussüsteem on väga küps ja tavaliselt kasutatavad protsessid hõlmavad järgmist:
Astmeline jahutustsükkel
Segatud külmutusagensiga jahutustsükkel
Segatud külmutusagensiga jahutustsükkel eeljahutusega
Paisumismehhanismi külmtsükkel
2) Astmeline jahutustsükkel
Astmelist jahutustsüklit rakendati esmakordselt veeldatud maagaasil töötavatele toodetele 1939. aastal. See paigaldati Clevelandis Ameerika Ühendriikides, kasutades esimese ja teise astme külmaainetena NH3 ja C2H4.
Esimeses etapis kasutatakse külmaainena propaani või freooni. Puhastatud maagaas jahutatakse propaani- või freoonijahutis temperatuurini –35–40 ℃. Pärast pentaanist kõrgemal asuvate raskete süsivesinike eraldamist siseneb see jahutamiseks teise etappi. Propaanijahutist aurustunud propaangaas survestatakse kompressoriga, pärast vesijahutis jahutamist veeldatakse see uuesti ja suunatakse propaanijahutisse.
Teises etapis kasutatakse külmaainena etaani või etüleeni ning maagaas jahutatakse temperatuurini –90–100 ℃ ja veeldatakse jahutamiseks kolmandasse etappi. Pärast rõhu all hoidmist ja veega jahutamist jahutatakse etaanist või etüleenist aurustunud gaas propaanist ja veeldatakse ning suunatakse etaanist või etüleenist jahutisse.
Kolmandas etapis kasutatakse külmaainena metaani. Veeldatud maagaas jahutatakse metaanjahutis temperatuurini –150–160 ℃ ja seejärel alandatakse rõhku drosselklapi kaudu. Pärast temperatuuri langemist temperatuurini –162 ℃ pumbatakse see veeldatud maagaasi mahutisse. Metaanjahutist aurustunud gaas survestatakse ja jahutatakse veega, jahutatakse propaanijahutis, veeldatakse etaan- või etüleenjahutis ja suunatakse tagasi metaanjahutisse.
Klassikaline astmeline jahutustsükkel hõlmab mitut suhteliselt sõltumatut ja omavahel ühendatud jahutusastet. Kuna külmutusagensi surutakse tavaliselt kokku mitmeastmelise kompressoriga, siis igas jahutusastmes saab külmutusagensi aurustuda mitme rõhu all ja jaguneda mitmeks temperatuuritasemeks maagaasi jahutamiseks ning iga rõhu all aurustunud külmutusagens siseneb kokkusurumiseks vastavasse kompressoriastmesse. Igas jahutusastmes on erinev ainult külmutusagens ja tööprotsess on põhimõtteliselt sarnane.
Astmelise jahutustsükli eelised on järgmised:
① Madal energiatarve;
② Külmutusagens on puhas ja sellel pole doseerimisprobleeme;
③ Küps tehnoloogia ja stabiilne töö
Astmelise jahutustsükli puudused on järgmised:
① Üksusi on palju ja protsess on keeruline;
② Abiseadmeid on palju ja peaks olema seadmeid, mis on spetsialiseerunud mitmesuguste külmutusagensite tootmisele ja ladustamisele;
③ Torujuhtme ja juhtimissüsteemi hooldus on keeruline ja ebamugav
Postituse aeg: 26. september 2021