Interne Temperaturverteilung des Plattenwärmetauschers im Verflüssigungssystem

Interne Temperaturverteilung des Plattenwärmetauschers im Verflüssigungssystem:
1） Stickstoffexpansionszyklus: Der Wärmeaustausch-Temperaturunterschied an den beiden Enden und mittleren Teilen des Wärmetauschers ist sehr gering, und der Wärmeaustausch-Temperaturunterschied an anderen Teilen ist groß. Allerdings gibt es bestimmte Anforderungen an die minimale Wärmeübertragungstemperaturdifferenz bei der Auslegung des Wärmetauschers, die nicht zu klein sein darf. Im Allgemeinen ist die Verteilung der Temperaturdifferenz beim Wärmeaustausch ungleichmäßig, die Temperaturdifferenz groß und der irreversible Verlust groß, sodass der Wellenleistungsbedarf des entsprechenden Kompressors größer ist.
2） Stickstoff-Methan-Expansionszyklus: Die Kühlkapazität im Niedertemperaturteil des Wärmetauschers wird durch das Drosselventil bereitgestellt. Der Stickstoff-Methan-Mischer wird gedrosselt und abgekühlt. Aufgrund des hohen Methangehalts ist der Temperaturunterschied am kalten Ende nach der Drosselung gering. Nachdem die Temperatur angestiegen ist, verdampfen Methan und Stickstoff schnell und stellen eine große Kühlkapazität bereit, was zu einem großen Temperaturunterschied im Wärmetauscher führt und das verdampfte Gasgemisch weiter steigt. Sensible Wärme wird verwendet, um Kühlkapazität für Hochdruck bereitzustellen flüssiges Erdgas, und der Temperaturunterschied beginnt zu wirken. Nachdem er auf einen bestimmten Wert reduziert wurde, wird die kalte Flüssigkeit am Auslass des Expanders mit dem Niedertemperaturgas vermischt, um weiterhin Kühlkapazität für das System bereitzustellen. Der minimale Temperaturunterschied innerhalb der Kühlbox liegt am heißesten Ende, am kältesten Ende und am Zusammenfluss von gedrosselter Flüssigkeit und Expansionsflüssigkeit. Darüber hinaus ist die durchschnittliche Temperaturdifferenz des Wärmetauschers auch geringer als die des Stickstoffexpansions-Verflüssigungszyklus;
3） MRC: Die Temperaturdifferenz des Wärmetauschers am Niedertemperaturende im Wärmetauscher ist gering, und die Temperaturdifferenz ist groß, wenn sie nahe der Normaltemperatur liegt. Dies liegt vor allem daran, dass Isopentan anstelle von Butan im Kältemittel verwendet wird. Nachdem das komprimierte gemischte Kältemittel durch Meerwasser gekühlt wurde, wird Isopentan im Kältemittel zu Flüssigkeit kondensiert. Im gedrosselten Kältemittelgemisch beginnt Isopentan bei einer höheren Temperatur mit einer großen latenten Verdampfungswärme zu verdampfen. Dieser Teil der Kühlkapazität kann nicht verbraucht werden, wenn Erdgas und Hochdruck-Kältemittelgemisch im Wärmestrom gekühlt werden. Daher ist der Temperaturunterschied beim Wärmeaustausch in diesem Abschnitt groß. Die Verwendung von Isopentan anstelle von Butan als Kältemittel mit hohem Siedepunkt kann jedoch nicht nur den Stromverbrauch senken, sondern auch die Temperaturdifferenz beim Wärmeaustausch erhöhen, was für das gesamte System sehr vorteilhaft ist.
Mit der Erhöhung der Stufenzahl des Kühlkreislaufs sinkt der Stromverbrauch des Kühlsystems und der Kühlkoeffizient und die Exergieeffizienz steigen, allerdings nimmt der Einfluss der Erhöhung der Stufenzahl auf die Kühlleistung ab. Die Erhöhung der Kühlzyklusstufen wird die Komplexität des Prozesses erhöhen und die Durchführbarkeit verringern. Die optimalen Stufen von Kühlsystemen mit unterschiedlichen Maßstäben sind unterschiedlich. Je größer der Maßstab ist, desto mehr optimale Stufen gibt es;

MRC umfasst einen Zyklus mit Vorkühlung und einen Zyklus ohne Vorkühlung. Der Vorkühlzyklus umfasst auch die Vorkühlung mit reinem Kältemittel und die Vorkühlung mit gemischtem Kältemittel. Die gemischten Kältemittel in diesen Kreisläufen werden in verschiedene Stufen unterteilt. Die aus jeder Stufe abgetrennte Flüssigkeit wird zur Kühlung unterkühlt und gedrosselt, und das abgetrennte Gas wird weiterhin gekühlt und abgetrennt. Die Trennstufen sind unterschiedlich, die Komplexität des Prozesses ist unterschiedlich und die Effizienz des Kühlkreislaufs ist unterschiedlich;
37、 Beim Prozessdesign von MRC ist es notwendig, die Prozessstruktur zu optimieren und die entsprechende Zyklusnummer auszuwählen. MRC umfasst einstufiges MRC, zweistufiges MRC, dreistufiges MRC und mehrstufiges MRC. Diese Kühlkreisläufe werden derzeit verwendet. Je nach Verarbeitungsmaßstab müssen unterschiedliche Phasen des Kühlzyklus, unterschiedlicher Kühlstromverbrauch und unterschiedliche Komplexität des Prozesses ausgewählt werden. Die MRC-Optimierung umfasst Strukturoptimierung und Prozessparameteroptimierung;