การกระจายอุณหภูมิภายในของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นครีบในระบบการทำให้เป็นของเหลว

การกระจายอุณหภูมิภายในของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นครีบในระบบการทำให้เป็นของเหลว:
1) วงจรการขยายตัวด้วยไนโตรเจน: ความแตกต่างของอุณหภูมิในการแลกเปลี่ยนความร้อนที่ปลายทั้งสองข้างและส่วนกลางของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนนั้นน้อยมาก ในขณะที่ความแตกต่างของอุณหภูมิในการแลกเปลี่ยนความร้อนที่ส่วนอื่นๆ นั้นมาก อย่างไรก็ตาม ในการออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนนั้น มีข้อกำหนดบางประการสำหรับความแตกต่างของอุณหภูมิในการแลกเปลี่ยนความร้อนขั้นต่ำ ซึ่งไม่ควรน้อยเกินไป โดยทั่วไปแล้ว หากการกระจายตัวของความแตกต่างของอุณหภูมิในการแลกเปลี่ยนความร้อนไม่สม่ำเสมอ ความแตกต่างของอุณหภูมิจะมาก และการสูญเสียที่ไม่สามารถย้อนกลับได้จะมาก ดังนั้นความต้องการกำลังเพลาของคอมเพรสเซอร์ที่เกี่ยวข้องจะมากขึ้น
2) วัฏจักรการขยายตัวของไนโตรเจนและมีเทน: ความสามารถในการทำความเย็นในส่วนอุณหภูมิต่ำของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนนั้นได้มาจากวาล์วควบคุมการไหล ส่วนผสมของไนโตรเจนและมีเทนจะถูกควบคุมการไหลและเย็นลง เนื่องจากมีปริมาณมีเทนสูง ความแตกต่างของอุณหภูมิที่ปลายด้านเย็นหลังจากควบคุมการไหลจึงน้อย เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น มีเทนและไนโตรเจนจะระเหยอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดความสามารถในการทำความเย็นจำนวนมาก ส่งผลให้ความแตกต่างของอุณหภูมิในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมีขนาดใหญ่ และก๊าซผสมที่ระเหยแล้วจะสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ความร้อนสัมผัสถูกนำมาใช้เพื่อให้ความสามารถในการทำความเย็นแก่ก๊าซธรรมชาติเหลวแรงดันสูง และความแตกต่างของอุณหภูมิเริ่มมีผล หลังจากลดลงถึงค่าที่กำหนดแล้ว ของเหลวเย็นจะผสมกับก๊าซอุณหภูมิต่ำที่ทางออกของเครื่องขยายตัวเพื่อให้ความสามารถในการทำความเย็นแก่ระบบอย่างต่อเนื่อง ความแตกต่างของอุณหภูมิต่ำสุดภายในกล่องเย็นจะอยู่ที่ปลายด้านที่ร้อนที่สุด ปลายด้านที่เย็นที่สุด และจุดบรรจบของของเหลวที่ควบคุมการไหลและของเหลวขยายตัว นอกจากนี้ ความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนยังน้อยกว่าวัฏจักรการขยายตัวของไนโตรเจนด้วย
3) MRC: ความแตกต่างของอุณหภูมิในการแลกเปลี่ยนความร้อนที่ปลายด้านอุณหภูมิต่ำภายในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนนั้นน้อย และความแตกต่างของอุณหภูมิจะมากเมื่อใกล้เคียงกับอุณหภูมิปกติ สาเหตุหลักมาจากการใช้ไอโซเพนเทนแทนบิวเทนในสารทำความเย็น หลังจากที่สารทำความเย็นผสมที่ถูกอัดเย็นลงด้วยน้ำทะเล ไอโซเพนเทนในสารทำความเย็นจะควบแน่นเป็นของเหลว ในสารทำความเย็นผสมที่ถูกลดความดัน ไอโซเพนเทนจะเริ่มระเหยที่อุณหภูมิสูงขึ้น โดยมีค่าความร้อนแฝงของการระเหยสูง ความสามารถในการทำความเย็นส่วนนี้ไม่สามารถนำไปใช้ได้เมื่อก๊าซธรรมชาติและสารทำความเย็นผสมความดันสูงในกระแสความร้อนถูกทำให้เย็นลง ดังนั้นความแตกต่างของอุณหภูมิในการแลกเปลี่ยนความร้อนในส่วนนี้จึงมีมาก อย่างไรก็ตาม การใช้ไอโซเพนเทนแทนบิวเทนเป็นสารทำความเย็นที่มีจุดเดือดสูงไม่เพียงแต่จะช่วยลดการใช้พลังงาน แต่ยังช่วยเพิ่มความแตกต่างของอุณหภูมิในการแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างมากต่อระบบโดยรวม
เมื่อจำนวนขั้นตอนของวงจรทำความเย็นเพิ่มขึ้น การใช้พลังงานของระบบทำความเย็นจะลดลง ในขณะที่ค่าสัมประสิทธิ์การทำความเย็นและประสิทธิภาพพลังงานจะเพิ่มขึ้น แต่ผลกระทบของการเพิ่มจำนวนขั้นตอนต่อประสิทธิภาพการทำความเย็นจะลดลง การเพิ่มขั้นตอนของวงจรทำความเย็นจะเพิ่มความซับซ้อนของกระบวนการและลดความสามารถในการใช้งาน จำนวนขั้นตอนที่เหมาะสมที่สุดของระบบทำความเย็นที่มีขนาดแตกต่างกันจะแตกต่างกัน ยิ่งขนาดใหญ่ขึ้นเท่าใด จำนวนขั้นตอนที่เหมาะสมที่สุดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ระบบ MRC ประกอบด้วยวงจรที่มีการทำความเย็นล่วงหน้าและวงจรที่ไม่มีการทำความเย็นล่วงหน้า วงจรการทำความเย็นล่วงหน้ายังรวมถึงการทำความเย็นล่วงหน้าด้วยสารทำความเย็นบริสุทธิ์และการทำความเย็นล่วงหน้าด้วยสารทำความเย็นผสม สารทำความเย็นผสมในวงจรเหล่านี้จะถูกแบ่งออกเป็นขั้นตอนต่างๆ ของเหลวที่แยกออกมาจากแต่ละขั้นตอนจะถูกทำให้เย็นลงและลดความดันเพื่อใช้ในการทำความเย็น และก๊าซที่แยกออกมาจะถูกทำให้เย็นลงและแยกออกต่อไป ขั้นตอนการแยกที่แตกต่างกัน ความซับซ้อนของกระบวนการจึงแตกต่างกัน และประสิทธิภาพของวงจรการทำความเย็นก็แตกต่างกันด้วย
37. ในการออกแบบกระบวนการของ MRC จำเป็นต้องปรับโครงสร้างกระบวนการให้เหมาะสมและเลือกจำนวนรอบการทำงานที่เหมาะสม MRC ประกอบด้วย MRC แบบขั้นตอนเดียว MRC แบบสองขั้นตอน MRC แบบสามขั้นตอน และ MRC แบบหลายขั้นตอน วงจรทำความเย็นเหล่านี้มีการใช้งานอยู่ในปัจจุบัน จำเป็นต้องเลือกจำนวนรอบการทำความเย็น การใช้พลังงานทำความเย็น และความซับซ้อนของกระบวนการที่แตกต่างกันตามขนาดการประมวลผลที่แตกต่างกัน การปรับ MRC ให้เหมาะสมนั้นรวมถึงการปรับโครงสร้างให้เหมาะสมและการปรับพารามิเตอร์ของกระบวนการให้เหมาะสม