Intern temperaturfördelning för plattvärmeväxlare i kondenseringssystem:
1) Kväveexpansionscykel: Värmeväxlingstemperaturskillnaden i värmeväxlarens två ändar och mittersta delar är mycket liten, och värmeväxlingstemperaturskillnaden i andra delar är stor. Det finns dock vissa krav på den minsta värmeöverföringstemperaturskillnaden i värmeväxlarens konstruktion, vilken inte får vara för liten. I allmänhet är fördelningen av värmeväxlingstemperaturskillnaden ojämn, temperaturskillnaden är stor och den irreversibla förlusten är stor, så axeleffektbehovet för motsvarande kompressor blir större;
2) Kvävemetan expansionscykel: Kylkapaciteten i lågtemperaturdelen av värmeväxlaren tillhandahålls av strypventilen. Blandaren av kväve och metan stryper och kyler ner. På grund av den höga metanhalten är temperaturskillnaden vid den kalla änden liten efter strypning. Efter att temperaturen stigit förångas metan och kväve snabbt, vilket ger en stor kylkapacitet, vilket resulterar i en stor temperaturskillnad i värmeväxlaren och den förångade blandgasen fortsätter att stiga. Känslig värme används för att ge kylkapacitet för högtrycksflytande naturgas, och temperaturskillnaden börjar träda i kraft. Efter att den har reducerats till ett visst värde blandas den kalla vätskan med lågtemperaturgasen vid expanderutloppet för att fortsätta ge kylkapacitet för systemet. Den minsta temperaturskillnaden inuti kyllådan är vid den varmaste änden, den kallaste änden och sammanflödet mellan strypvätska och expansionsvätska. Dessutom är den genomsnittliga temperaturskillnaden för värmeväxlaren också mindre än den för kväveexpansionsförvätskningsprocessen.
3) MRC: Värmeväxlarens temperaturskillnad vid lågtemperaturänden inuti värmeväxlaren är liten, och temperaturskillnaden är stor när den är nära normal temperatur. Detta beror främst på att isopentan används för att ersätta butan i köldmediet. Efter att det komprimerade blandade köldmediet har kylts av havsvatten kondenseras isopentan i köldmediet till vätska. I det strypta blandade köldmediet börjar isopentan förångas vid en högre temperatur, med en stor latent förångningsvärme. Denna del av kylkapaciteten kan inte förbrukas när naturgas och högtrycksblandat köldmedium i värmeflödet kyls. Således är värmeväxlarens temperaturskillnad i denna sektion stor. Att använda isopentan istället för butan som högkokande köldmedium kan dock inte bara minska strömförbrukningen, utan också öka värmeväxlarens temperaturskillnad, vilket är mycket fördelaktigt för hela systemet.
Med ökningen av antalet steg i kylcykeln minskar kylsystemets energiförbrukning, och kylkoefficienten och exergieffektiviteten ökar, men inverkan av ökningen av antalet steg på kylprestandan minskar. Ökningen av kylcykelsteg kommer att öka processens komplexitet och minska driftsäkerheten. De optimala stegen i kylsystem med olika skalor är olika. Ju större skalan är, desto fler är de optimala stegen;
MRC inkluderar cykel med förkylning och cykel utan förkylning. Förkylningscykeln inkluderar även förkylning med rent köldmedium och förkylning med blandat köldmedium. De blandade köldmedierna i dessa cykler är indelade i olika steg. Vätskan som separeras från varje steg underkyls och stryps för kylning, och den separerade gasen fortsätter att kylas och separeras. Separationsstegen är olika, processens komplexitet är olika och kylcykelns effektivitet är olika;
37. Vid processdesign av MRC är det nödvändigt att optimera processstrukturen och välja lämpligt cykelnummer. MRC inkluderar enstegs-MRC, tvåstegs-MRC, trestegs-MRC och flerstegs-MRC. Dessa kylcykler används för närvarande. Olika steg i kylcyklen, olika kyleffektförbrukning och olika processkomplexitet måste väljas beroende på olika bearbetningsskalor. MRC-optimering inkluderar strukturoptimering och processparameteroptimering;
Publiceringstid: 1 november 2021