Distribución de temperatura interna del intercambiador de calor de placas y aletas en el sistema de licuefacción:
1） Ciclo de expansión de nitrógeno: la diferencia de temperatura de intercambio de calor en los dos extremos y las partes medias del intercambiador de calor es muy pequeña, y la diferencia de temperatura de intercambio de calor en otras partes es grande. Sin embargo, existen ciertos requisitos para la diferencia mínima de temperatura de transferencia de calor en el diseño del intercambiador de calor, que no puede ser demasiado pequeña. En general, la distribución de la diferencia de temperatura del intercambio de calor es desigual, la diferencia de temperatura es grande y la pérdida irreversible es grande, por lo que la demanda de potencia del eje del compresor correspondiente será mayor;
2） Ciclo de expansión de nitrógeno y metano: la capacidad de enfriamiento en la parte de baja temperatura del intercambiador de calor la proporciona la válvula de mariposa. El mezclador de nitrógeno y metano se acelera y se enfría. Debido al alto contenido de metano, la diferencia de temperatura en el lado frío después de la estrangulación es pequeña. Después de que la temperatura aumenta, el metano y el nitrógeno se vaporizan rápidamente, proporcionando una gran cantidad de capacidad de enfriamiento, lo que resulta en una gran diferencia de temperatura en el intercambiador de calor y el gas mixto vaporizado continúa aumentando. Se utiliza calor sensible para proporcionar capacidad de enfriamiento para alta presión. gas natural licuado y la diferencia de temperatura comienza a surtir efecto. Después de reducirlo a un cierto valor, el fluido frío se mezcla con el gas de baja temperatura en la salida del expansor para continuar proporcionando capacidad de enfriamiento al sistema. La diferencia mínima de temperatura dentro de la caja fría se encuentra en el extremo más caliente, el extremo más frío y la confluencia del fluido estrangulado y el fluido de expansión. Además, la diferencia de temperatura promedio del intercambiador de calor también es menor que la del ciclo de licuefacción de expansión de nitrógeno;
3） MRC: la diferencia de temperatura del intercambio de calor en el extremo de baja temperatura dentro del intercambiador de calor es pequeña y la diferencia de temperatura es grande cuando está cerca de la temperatura normal. Esto se debe principalmente a que el isopentano se utiliza para reemplazar al butano en el refrigerante. Después de que el refrigerante mixto comprimido se enfría con agua de mar, el isopentano del refrigerante se condensa en líquido. En el refrigerante mixto estrangulado, el isopentano comienza a vaporizarse a una temperatura más alta, con un gran calor latente de vaporización. Esta parte de la capacidad de enfriamiento no se puede consumir cuando se enfrían el gas natural y el refrigerante mixto de alta presión en el flujo de calor. Por lo tanto, la diferencia de temperatura de intercambio de calor en esta sección es grande. Sin embargo, el uso de isopentano en lugar de butano como refrigerante de alto punto de ebullición no sólo puede reducir el consumo de energía, sino también aumentar la diferencia de temperatura de intercambio de calor, lo cual es muy beneficioso para todo el sistema;
Con el aumento del número de etapas del ciclo de refrigeración, el consumo de energía del sistema de refrigeración disminuye y el coeficiente de refrigeración y la eficiencia exergética aumentan, pero disminuye la influencia del aumento del número de etapas en el rendimiento de la refrigeración. El aumento de las etapas del ciclo de refrigeración aumentará la complejidad del proceso y reducirá la operatividad. Las etapas óptimas de los sistemas de refrigeración con diferentes escalas son diferentes. Cuanto mayor es la escala, mayores son las etapas óptimas;
MRC incluye ciclo con preenfriamiento y ciclo sin preenfriamiento. El ciclo de preenfriamiento también incluye preenfriamiento con refrigerante puro y preenfriamiento con refrigerante mixto. Los refrigerantes mezclados en estos ciclos se dividen en diferentes etapas. El líquido separado de cada etapa se subenfría y se estrangula para refrigeración, y el gas separado continúa enfriándose y separándose. Las etapas de separación son diferentes, la complejidad del proceso es diferente y la eficiencia del ciclo de refrigeración es diferente;
37. En el diseño del proceso de MRC, es necesario optimizar la estructura del proceso y seleccionar el número de ciclo apropiado. MRC incluye MRC de una sola etapa, MRC de dos etapas, MRC de tres etapas y MRC de múltiples etapas. Estos ciclos de refrigeración se utilizan actualmente. Es necesario seleccionar diferentes etapas del ciclo de refrigeración, diferentes consumos de energía de refrigeración y diferentes complejidades del proceso de acuerdo con las diferentes escalas de procesamiento. La optimización MRC incluye optimización de la estructura y optimización de los parámetros del proceso;
Hora de publicación: 01-nov-2021
