액화 시스템의 판형 핀 열교환기의 내부 온도 분포:
1) 질소 팽창 사이클: 열교환기의 양 끝단과 중간 부분의 열교환 온도차는 매우 작고, 다른 부분의 열교환 온도차는 큽니다. 그러나 열교환기 설계 시 최소 열전달 온도차에 대한 특정 요구 사항이 있으며, 이는 너무 작아서는 안 됩니다. 일반적으로 열교환 온도차의 분포가 불균일하고 온도차가 크며, 비가역 손실이 크기 때문에 해당 압축기의 축 동력 요구량이 더 커집니다.
2) 질소-메탄 팽창 사이클: 열교환기 저온부의 냉각 용량은 스로틀 밸브를 통해 제공됩니다. 질소와 메탄의 혼합 가스는 스로틀 밸브를 통해 냉각됩니다. 메탄 함량이 높기 때문에 스로틀 밸브를 통과한 후 저온부의 온도 차이는 작습니다. 온도가 상승하면 메탄과 질소가 빠르게 기화되어 많은 냉각 용량을 제공하고, 열교환기 내부에 큰 온도 차이를 발생시킵니다. 기화된 혼합 가스는 계속해서 상승하며, 현열이 고압 액화 천연가스에 냉각 용량을 제공하는 데 사용되고 온도 차이가 효과를 발휘하기 시작합니다. 특정 값까지 감소한 후, 냉각 유체는 팽창기 출구에서 저온 가스와 혼합되어 시스템에 지속적으로 냉각 용량을 제공합니다. 냉각 박스 내부의 최소 온도 차이는 가장 뜨거운 끝부분, 가장 차가운 끝부분, 그리고 스로틀 밸브를 통과한 유체와 팽창 유체가 합류하는 지점에 있습니다. 또한, 열교환기의 평균 온도 차이는 질소 팽창 액화 사이클보다 작습니다.
3) MRC: 열교환기 내부 저온부에서는 열교환 온도차가 작지만, 상온 부근에서는 온도차가 큽니다. 이는 주로 냉매에 부탄 대신 이소펜탄을 사용하기 때문입니다. 압축 혼합 냉매가 해수로 냉각되면 냉매 내 이소펜탄이 액체로 응축됩니다. 스로틀링된 혼합 냉매에서 이소펜탄은 높은 온도에서 기화하기 시작하며, 기화 잠열이 큽니다. 열 흐름 내 천연가스 및 고압 혼합 냉매를 냉각할 때 이 부분의 냉각 용량은 소모되지 않으므로 이 구간의 열교환 온도차가 커집니다. 그러나 고비점 냉매로 부탄 대신 이소펜탄을 사용하면 전력 소비를 줄일 뿐만 아니라 열교환 온도차를 증가시켜 시스템 전체에 매우 유리합니다.
냉동 사이클의 단계 수가 증가함에 따라 냉동 시스템의 전력 소비는 감소하고 냉동 계수 및 엑서지 효율은 증가하지만, 단계 수 증가가 냉동 성능에 미치는 영향은 감소합니다. 냉동 사이클 단계 수가 증가하면 공정이 복잡해지고 조작성이 저하됩니다. 냉동 시스템의 규모에 따라 최적 단계 수는 다릅니다. 규모가 클수록 최적 단계 수가 많아집니다.
MRC는 예냉 사이클과 예냉 사이클을 포함합니다. 예냉 사이클에는 순수 냉매 예냉과 혼합 냉매 예냉이 있습니다. 이러한 사이클에서 혼합 냉매는 여러 단계로 분리됩니다. 각 단계에서 분리된 액체는 과냉각 및 스로틀링을 통해 냉각되고, 분리된 기체는 계속해서 냉각 및 분리됩니다. 분리 단계가 다르면 공정의 복잡성이 달라지고, 냉동 사이클의 효율도 달라집니다.
37. MRC 공정 설계에서는 공정 구조를 최적화하고 적절한 사이클 수를 선택해야 합니다. MRC에는 단일 단계 MRC, 2단계 MRC, 3단계 MRC 및 다단계 MRC가 포함됩니다. 이러한 냉동 사이클은 현재 사용되고 있습니다. 냉동 사이클의 단계 수, 냉동 전력 소비량 및 공정의 복잡성은 처리 규모에 따라 다르게 선택해야 합니다. MRC 최적화에는 구조 최적화와 공정 매개변수 최적화가 포함됩니다.
게시 시간: 2021년 11월 1일