લિક્વિફેક્શન સિસ્ટમમાં પ્લેટ ફિન હીટ એક્સ્ચેન્જરનું આંતરિક તાપમાન વિતરણ

લિક્વિફેક્શન સિસ્ટમમાં પ્લેટ ફિન હીટ એક્સ્ચેન્જરનું આંતરિક તાપમાન વિતરણ:
૧） નાઇટ્રોજન વિસ્તરણ ચક્ર: હીટ એક્સ્ચેન્જરના બંને છેડા અને મધ્ય ભાગોમાં ગરમી વિનિમય તાપમાનનો તફાવત ખૂબ જ નાનો છે, અને અન્ય ભાગોમાં ગરમી વિનિમય તાપમાનનો તફાવત મોટો છે. જો કે, હીટ એક્સ્ચેન્જરની ડિઝાઇનમાં લઘુત્તમ ગરમી સ્થાનાંતરણ તાપમાન તફાવત માટે ચોક્કસ આવશ્યકતાઓ છે, જે ખૂબ નાનો ન હોઈ શકે. સામાન્ય રીતે, ગરમી વિનિમય તાપમાન તફાવતનું વિતરણ અસમાન છે, તાપમાન તફાવત મોટો છે, અને બદલી ન શકાય તેવું નુકસાન મોટું છે, તેથી સંબંધિત કોમ્પ્રેસરની શાફ્ટ પાવર માંગ વધુ હશે;
2） નાઇટ્રોજન મિથેન વિસ્તરણ ચક્ર: હીટ એક્સ્ચેન્જરના નીચા-તાપમાન ભાગમાં ઠંડક ક્ષમતા થ્રોટલ વાલ્વ દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે. નાઇટ્રોજન અને મિથેનનું મિક્સર થ્રોટલ થાય છે અને ઠંડુ થાય છે. ઉચ્ચ મિથેન સામગ્રીને કારણે, થ્રોટલિંગ પછી ઠંડા છેડે તાપમાનનો તફાવત ઓછો હોય છે. તાપમાનમાં વધારો થયા પછી, મિથેન અને નાઇટ્રોજન ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે, જે મોટી માત્રામાં ઠંડક ક્ષમતા પ્રદાન કરે છે, પરિણામે હીટ એક્સ્ચેન્જરમાં મોટો તાપમાન તફાવત થાય છે અને બાષ્પીભવન મિશ્ર ગેસ વધતો રહે છે, ઉચ્ચ-દબાણવાળા પ્રવાહી કુદરતી ગેસ માટે ઠંડક ક્ષમતા પ્રદાન કરવા માટે સંવેદનશીલ ગરમીનો ઉપયોગ થાય છે, અને તાપમાન તફાવત અસરમાં આવવાનું શરૂ થાય છે. તે ચોક્કસ મૂલ્ય સુધી ઘટાડ્યા પછી, સિસ્ટમ માટે ઠંડક ક્ષમતા પ્રદાન કરવાનું ચાલુ રાખવા માટે ઠંડા પ્રવાહીને વિસ્તરણ આઉટલેટ પર નીચા-તાપમાન ગેસ સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે. કોલ્ડ બોક્સની અંદર લઘુત્તમ તાપમાન તફાવત સૌથી ગરમ છેડે, સૌથી ઠંડા છેડે અને થ્રોટલ પ્રવાહી અને વિસ્તરણ પ્રવાહીના સંગમ પર હોય છે, વધુમાં, હીટ એક્સ્ચેન્જરનો સરેરાશ તાપમાન તફાવત પણ નાઇટ્રોજન વિસ્તરણ પ્રવાહીકરણ ચક્ર કરતા ઓછો છે;
3） MRC: હીટ એક્સ્ચેન્જરની અંદર નીચા તાપમાનના છેડે ગરમી વિનિમય તાપમાનનો તફાવત નાનો હોય છે, અને જ્યારે તે સામાન્ય તાપમાનની નજીક હોય છે ત્યારે તાપમાનનો તફાવત મોટો હોય છે. આનું મુખ્ય કારણ એ છે કે રેફ્રિજન્ટમાં બ્યુટેનને બદલવા માટે આઇસોપેન્ટેનનો ઉપયોગ થાય છે. સંકુચિત મિશ્ર રેફ્રિજન્ટને દરિયાઈ પાણી દ્વારા ઠંડુ કર્યા પછી, રેફ્રિજન્ટમાં આઇસોપેન્ટેન પ્રવાહીમાં ઘટ્ટ થાય છે. થ્રોટલ્ડ મિશ્ર રેફ્રિજન્ટમાં, આઇસોપેન્ટેન ઊંચા તાપમાને બાષ્પીભવન કરવાનું શરૂ કરે છે, જેમાં બાષ્પીભવનની મોટી સુષુપ્ત ગરમી હોય છે. જ્યારે કુદરતી ગેસ અને ગરમીના પ્રવાહમાં ઉચ્ચ-દબાણ મિશ્ર રેફ્રિજન્ટને ઠંડુ કરવામાં આવે છે ત્યારે ઠંડક ક્ષમતાનો આ ભાગ વાપરી શકાતો નથી, આમ, આ વિભાગમાં ગરમી વિનિમય તાપમાનનો તફાવત મોટો છે. જો કે, ઉચ્ચ ઉત્કલન બિંદુ રેફ્રિજન્ટ તરીકે બ્યુટેનને બદલે આઇસોપેન્ટેનનો ઉપયોગ કરવાથી માત્ર વીજ વપરાશ ઘટાડી શકાય છે, પરંતુ ગરમી વિનિમય તાપમાનના તફાવતમાં પણ વધારો થઈ શકે છે, જે સમગ્ર સિસ્ટમ માટે ખૂબ ફાયદાકારક છે;
રેફ્રિજરેશન ચક્રના તબક્કાઓની સંખ્યામાં વધારો થવાથી, રેફ્રિજરેશન સિસ્ટમનો વીજ વપરાશ ઘટે છે, અને રેફ્રિજરેશન ગુણાંક અને શ્રમ કાર્યક્ષમતા વધે છે, પરંતુ રેફ્રિજરેશન કામગીરી પર તબક્કાઓની સંખ્યામાં વધારો થવાનો પ્રભાવ ઘટે છે. રેફ્રિજરેશન ચક્રના તબક્કાઓમાં વધારો પ્રક્રિયાની જટિલતામાં વધારો કરશે અને કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો કરશે. વિવિધ સ્કેલ સાથે રેફ્રિજરેશન સિસ્ટમના શ્રેષ્ઠ તબક્કાઓ અલગ અલગ હોય છે. સ્કેલ જેટલો મોટો હશે, તેટલા શ્રેષ્ઠ તબક્કાઓ વધુ હશે;

MRC માં પ્રીકૂલિંગ સાથેનું ચક્ર અને પ્રીકૂલિંગ વગરનું ચક્ર શામેલ છે. પ્રીકૂલિંગ ચક્રમાં શુદ્ધ રેફ્રિજરેન્ટ પ્રીકૂલિંગ અને મિશ્ર રેફ્રિજરેન્ટ પ્રીકૂલિંગનો પણ સમાવેશ થાય છે. આ ચક્રમાં મિશ્ર રેફ્રિજરેન્ટ્સને વિવિધ તબક્કામાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. દરેક તબક્કામાંથી અલગ કરાયેલ પ્રવાહીને રેફ્રિજરેશન માટે સબકૂલ અને થ્રોટલ કરવામાં આવે છે, અને અલગ કરાયેલ ગેસને ઠંડુ અને અલગ કરવાનું ચાલુ રહે છે. અલગ કરવાના તબક્કા અલગ છે, પ્રક્રિયાની જટિલતા અલગ છે, અને રેફ્રિજરેશન ચક્રની કાર્યક્ષમતા અલગ છે;
37, MRC ની પ્રક્રિયા ડિઝાઇનમાં, પ્રક્રિયા માળખાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવું અને યોગ્ય ચક્ર નંબર પસંદ કરવો જરૂરી છે. MRC માં સિંગલ-સ્ટેજ MRC, ટુ-સ્ટેજ MRC, થ્રી-સ્ટેજ MRC અને મલ્ટી-સ્ટેજ MRC શામેલ છે. આ રેફ્રિજરેશન ચક્ર હાલમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. રેફ્રિજરેશન ચક્રના વિવિધ તબક્કાઓ, વિવિધ રેફ્રિજરેશન પાવર વપરાશ અને પ્રક્રિયાની વિવિધ જટિલતાને વિવિધ પ્રોસેસિંગ સ્કેલ અનુસાર પસંદ કરવાની જરૂર છે. MRC ઑપ્ટિમાઇઝેશનમાં સ્ટ્રક્ચર ઑપ્ટિમાઇઝેશન અને પ્રોસેસ પેરામીટર ઑપ્ટિમાઇઝેશનનો સમાવેશ થાય છે;