Distribución da temperatura interna do intercambiador de calor de aletas de placas no sistema de licuefacción

Distribución da temperatura interna do intercambiador de calor de aletas de placas no sistema de licuefacción:
1) Ciclo de expansión do nitróxeno: a diferenza de temperatura de intercambio de calor nos dous extremos e nas partes intermedias do intercambiador de calor é moi pequena, e a diferenza de temperatura de intercambio de calor noutras partes é grande. Non obstante, existen certos requisitos para a diferenza mínima de temperatura de transferencia de calor no deseño do intercambiador de calor, que non pode ser demasiado pequena. En xeral, a distribución da diferenza de temperatura de intercambio de calor é desigual, a diferenza de temperatura é grande e a perda irreversible é grande, polo que a demanda de potencia do eixe do compresor correspondente será maior;
2) Ciclo de expansión de nitróxeno e metano: a capacidade de arrefriamento na parte de baixa temperatura do intercambiador de calor é proporcionada pola válvula de estrangulación. O mesturador de nitróxeno e metano estrangula e arrefría. Debido ao alto contido de metano, a diferenza de temperatura no extremo frío despois da estrangulación é pequena. Despois de que a temperatura suba, o metano e o nitróxeno vaporízanse rapidamente, proporcionando unha gran cantidade de capacidade de arrefriamento, o que resulta nunha gran diferenza de temperatura no intercambiador de calor e o gas mesturado vaporizado continúa subindo. A calor sensible úsase para proporcionar capacidade de arrefriamento para o gas natural líquido a alta presión e a diferenza de temperatura comeza a ter efecto. Despois de reducirse a un certo valor, o fluído frío mestúrase co gas de baixa temperatura na saída do expansor para continuar proporcionando capacidade de arrefriamento para o sistema. A diferenza de temperatura mínima dentro da caixa fría é no extremo máis quente, o extremo máis frío e a confluencia do fluído estrangulado e o fluído de expansión. Ademais, a diferenza de temperatura media do intercambiador de calor tamén é menor que a do ciclo de licuefacción de expansión de nitróxeno;
3) MRC: a diferenza de temperatura de intercambio de calor no extremo de baixa temperatura dentro do intercambiador de calor é pequena e a diferenza de temperatura é grande cando está preto da temperatura normal. Isto débese principalmente a que o isopentano se usa para substituír o butano no refrixerante. Despois de que o refrixerante mesturado comprimido se arrefríe con auga de mar, o isopentano do refrixerante condénsase en líquido. No refrixerante mesturado estrangulado, o isopentano comeza a vaporizarse a unha temperatura máis alta, cun gran calor latente de vaporización. Esta parte da capacidade de refrixeración non se pode consumir cando se arrefrían o gas natural e o refrixerante mesturado a alta presión no fluxo de calor, polo que a diferenza de temperatura de intercambio de calor nesta sección é grande. Non obstante, o uso de isopentano en lugar de butano como refrixerante de alto punto de ebulición non só pode reducir o consumo de enerxía, senón tamén aumentar a diferenza de temperatura de intercambio de calor, o que é moi beneficioso para todo o sistema;
Co aumento do número de etapas do ciclo de refrixeración, o consumo de enerxía do sistema de refrixeración diminúe e o coeficiente de refrixeración e a eficiencia exerxética aumentan, pero a influencia do aumento do número de etapas no rendemento da refrixeración diminúe. O aumento das etapas do ciclo de refrixeración aumentará a complexidade do proceso e reducirá a operabilidade. As etapas óptimas dos sistemas de refrixeración con diferentes escalas son diferentes. Canto maior sexa a escala, máis etapas óptimas haberá;

O MRC inclúe un ciclo con prearrefriamento e un ciclo sen prearrefriamento. O ciclo de prearrefriamento tamén inclúe prearrefriamento con refrixerante puro e prearrefriamento con refrixerante mesturado. Os refrixerantes mesturados nestes ciclos divídense en diferentes etapas. O líquido separado de cada etapa subarrefríase e estrangulase para a refrixeración, e o gas separado continúa arrefriándose e separándose. As etapas de separación son diferentes, a complexidade do proceso é diferente e a eficiencia do ciclo de refrixeración é diferente;
37. No deseño do proceso de MRC, é necesario optimizar a estrutura do proceso e seleccionar o número de ciclo axeitado. O MRC inclúe MRC dunha soa etapa, MRC de dúas etapas, MRC de tres etapas e MRC de varias etapas. Estes son os ciclos de refrixeración que se empregan actualmente. É necesario seleccionar diferentes etapas do ciclo de refrixeración, diferentes consumos de enerxía de refrixeración e diferentes complexidades do proceso segundo as diferentes escalas de procesamento. A optimización do MRC inclúe a optimización da estrutura e a optimización dos parámetros do proceso;