Розподіл внутрішньої температури пластинчастого ребристого теплообмінника в системі зрідження

Розподіл внутрішньої температури пластинчастого ребристого теплообмінника в системі зрідження:
1) Цикл розширення азоту: різниця температур теплообміну на двох кінцях та в середній частині теплообмінника дуже мала, а різниця температур теплообміну на інших частинах велика. Однак існують певні вимоги до мінімальної різниці температур теплообміну в конструкції теплообмінника, яка не може бути занадто малою. Загалом, розподіл різниці температур теплообміну нерівномірний, різниця температур велика, а також великі незворотні втрати, тому потреба в потужності на валу відповідного компресора буде більшою;
2) Цикл розширення азоту та метану: охолоджувальна здатність у низькотемпературній частині теплообмінника забезпечується дросельним клапаном. Змішувач азоту та метану дроселює та охолоджується. Через високий вміст метану різниця температур на холодному кінці після дроселювання невелика. Після підвищення температури метан та азот швидко випаровуються, забезпечуючи велику охолоджувальну здатність, що призводить до великої різниці температур у теплообміннику, і випарована газова суміш продовжує підвищуватися. Відчутне тепло використовується для забезпечення охолоджувальної здатності рідкого природного газу високого тиску, і різниця температур починає діяти. Після зниження до певного значення холодна рідина змішується з низькотемпературним газом на виході з детандера, щоб продовжувати забезпечувати охолоджувальну здатність системи. Мінімальна різниця температур усередині холодної камери знаходиться на найгарячішому кінці, найхолоднішому кінці та на місці злиття дросельованої та розширювальної рідин. Крім того, середня різниця температур теплообмінника також менша, ніж у циклі розширення азоту та зрідження;
3) MRC: різниця температур теплообміну на низькотемпературному кінці всередині теплообмінника невелика, а різниця температур велика, коли температура близька до нормальної. Це головним чином тому, що ізопентан використовується для заміни бутану в холодоагенті. Після охолодження стисненого змішаного холодоагенту морською водою, ізопентан у холодоагенті конденсується в рідину. У дросельованому змішаному холодоагенті ізопентан починає випаровуватися при вищій температурі з великою прихованою теплотою випаровування. Ця частина холодопродуктивності не може бути витрачена при охолодженні природного газу та змішаного холодоагенту високого тиску в тепловому потоці, таким чином, різниця температур теплообміну в цій секції велика. Однак використання ізопентану замість бутану як холодоагенту з високою температурою кипіння може не тільки зменшити споживання енергії, але й збільшити різницю температур теплообміну, що дуже корисно для всієї системи;
Зі збільшенням кількості етапів холодильного циклу споживання енергії холодильною системою зменшується, а коефіцієнт охолодження та ексергетичний ККД зростають, але вплив збільшення кількості етапів на холодильну продуктивність зменшується. Збільшення кількості етапів холодильного циклу призведе до збільшення складності процесу та зниження працездатності. Оптимальні етапи холодильних систем різного масштабу різні. Чим більший масштаб, тим більше оптимальних етапів;

Цикл попереднього охолодження MRC включає цикл з попереднім охолодженням та цикл без попереднього охолодження. Цикл попереднього охолодження також включає попереднє охолодження чистим холодоагентом та попереднє охолодження змішаним холодоагентом. Змішані холодоагенти в цих циклах поділяються на різні етапи. Рідина, відокремлена від кожного етапу, переохолоджується та дроселюється для охолодження, а відокремлений газ продовжує охолоджуватися та розділятися. Етапи розділення різні, складність процесу різна, а ефективність холодильного циклу різна;
37. При проектуванні процесу MRC необхідно оптимізувати структуру процесу та вибрати відповідну кількість циклів. MRC включає одноступеневий MRC, двоступеневий MRC, триступеневий MRC та багатоступеневий MRC. Ці холодильні цикли використовуються в даний час. Різні стадії холодильного циклу, різне споживання холодильної потужності та різна складність процесу повинні вибиратися відповідно до різних масштабів обробки. Оптимізація MRC включає оптимізацію структури та оптимізацію параметрів процесу;