Phân bố nhiệt độ bên trong bộ trao đổi nhiệt dạng tấm trong hệ thống hóa lỏng:
1) Chu trình giãn nở nitơ: chênh lệch nhiệt độ trao đổi nhiệt ở hai đầu và phần giữa của bộ trao đổi nhiệt rất nhỏ, trong khi chênh lệch nhiệt độ trao đổi nhiệt ở các phần khác lại lớn. Tuy nhiên, trong thiết kế bộ trao đổi nhiệt có những yêu cầu nhất định về chênh lệch nhiệt độ truyền nhiệt tối thiểu, không được quá nhỏ. Nói chung, sự phân bố chênh lệch nhiệt độ trao đổi nhiệt không đồng đều, chênh lệch nhiệt độ lớn, và tổn thất không thể phục hồi lớn, do đó công suất trục yêu cầu của máy nén tương ứng sẽ lớn hơn;
2) Chu trình giãn nở nitơ-metan: công suất làm mát ở phần nhiệt độ thấp của bộ trao đổi nhiệt được cung cấp bởi van tiết lưu. Hỗn hợp nitơ và metan được tiết lưu và làm mát. Do hàm lượng metan cao, chênh lệch nhiệt độ ở đầu lạnh sau khi tiết lưu nhỏ. Sau khi nhiệt độ tăng lên, metan và nitơ bay hơi nhanh chóng, cung cấp một lượng lớn công suất làm mát, dẫn đến chênh lệch nhiệt độ lớn trong bộ trao đổi nhiệt và hỗn hợp khí bay hơi tiếp tục tăng lên. Nhiệt lượng cảm ứng được sử dụng để cung cấp công suất làm mát cho khí tự nhiên hóa lỏng áp suất cao, và chênh lệch nhiệt độ bắt đầu có tác dụng. Sau khi giảm xuống một giá trị nhất định, chất lỏng lạnh được trộn với khí nhiệt độ thấp ở đầu ra của bộ giãn nở để tiếp tục cung cấp công suất làm mát cho hệ thống. Chênh lệch nhiệt độ tối thiểu bên trong hộp lạnh nằm ở đầu nóng nhất, đầu lạnh nhất và điểm giao nhau của chất lỏng được tiết lưu và chất lỏng giãn nở. Hơn nữa, chênh lệch nhiệt độ trung bình của bộ trao đổi nhiệt cũng nhỏ hơn so với chu trình hóa lỏng giãn nở nitơ;
3) MRC: Chênh lệch nhiệt độ trao đổi nhiệt ở đầu nhiệt độ thấp bên trong bộ trao đổi nhiệt nhỏ, và chênh lệch nhiệt độ lớn khi gần nhiệt độ bình thường. Điều này chủ yếu là do isopentane được sử dụng để thay thế butane trong chất làm lạnh. Sau khi hỗn hợp chất làm lạnh nén được làm mát bằng nước biển, isopentane trong chất làm lạnh sẽ ngưng tụ thành dạng lỏng. Trong hỗn hợp chất làm lạnh được điều tiết, isopentane bắt đầu bay hơi ở nhiệt độ cao hơn, với nhiệt hóa hơi riêng lớn. Phần công suất làm lạnh này không thể được tiêu thụ khi khí tự nhiên và hỗn hợp chất làm lạnh áp suất cao trong dòng nhiệt được làm mát, do đó, chênh lệch nhiệt độ trao đổi nhiệt trong phần này lớn. Tuy nhiên, việc sử dụng isopentane thay vì butane làm chất làm lạnh có điểm sôi cao không chỉ giảm được mức tiêu thụ điện năng mà còn tăng chênh lệch nhiệt độ trao đổi nhiệt, rất có lợi cho toàn hệ thống;
Khi số lượng các giai đoạn của chu trình làm lạnh tăng lên, công suất tiêu thụ của hệ thống làm lạnh giảm, hệ số làm lạnh và hiệu suất năng lượng tăng, nhưng ảnh hưởng của việc tăng số giai đoạn đến hiệu suất làm lạnh lại giảm. Việc tăng số giai đoạn của chu trình làm lạnh sẽ làm tăng độ phức tạp của quá trình và giảm khả năng vận hành. Số giai đoạn tối ưu của hệ thống làm lạnh với các quy mô khác nhau là khác nhau. Quy mô càng lớn, số giai đoạn tối ưu càng nhiều;
Chu trình MRC bao gồm chu trình có làm lạnh sơ bộ và chu trình không có làm lạnh sơ bộ. Chu trình làm lạnh sơ bộ cũng bao gồm làm lạnh sơ bộ bằng môi chất lạnh nguyên chất và làm lạnh sơ bộ bằng môi chất lạnh hỗn hợp. Môi chất lạnh hỗn hợp trong các chu trình này được chia thành các giai đoạn khác nhau. Chất lỏng được tách ra từ mỗi giai đoạn được làm lạnh dưới điểm sôi và điều tiết để làm lạnh, và khí được tách ra tiếp tục được làm lạnh và tách riêng. Các giai đoạn tách khác nhau, độ phức tạp của quá trình khác nhau và hiệu suất của chu trình làm lạnh cũng khác nhau;
37. Trong thiết kế quy trình MRC, cần tối ưu hóa cấu trúc quy trình và lựa chọn số chu kỳ phù hợp. MRC bao gồm MRC một cấp, MRC hai cấp, MRC ba cấp và MRC nhiều cấp. Các chu trình làm lạnh này hiện đang được sử dụng. Cần lựa chọn số cấp của chu trình làm lạnh, công suất tiêu thụ điện năng làm lạnh và độ phức tạp của quy trình khác nhau tùy thuộc vào quy mô xử lý khác nhau. Tối ưu hóa MRC bao gồm tối ưu hóa cấu trúc và tối ưu hóa thông số quy trình;
Thời gian đăng bài: 01/11/2021