Распределение внутренней температуры пластинчато-ребристого теплообменника в системе сжижения

Распределение внутренней температуры пластинчато-ребристого теплообменника в системе сжижения:
1) Цикл расширения азота: разница температур теплообмена на двух концах и в средней части теплообменника очень мала, а разница температур теплообмена в других частях велика. Однако в конструкции теплообменника существуют определенные требования к минимальной разности температур теплопередачи, которая не может быть слишком маленькой. В общем, распределение разницы температур теплообмена неравномерно, разница температур велика, а необратимые потери велики, поэтому потребность в мощности на валу соответствующего компрессора будет больше;
2) Цикл расширения азота-метана: охлаждающая способность в низкотемпературной части теплообменника обеспечивается дроссельным клапаном. Смеситель азота и метана дросселируется и охлаждается. Из-за высокого содержания метана разница температур на холодном конце после дросселирования невелика. После повышения температуры метан и азот быстро испаряются, обеспечивая большую охлаждающую способность, что приводит к большой разнице температур в теплообменнике, и количество испаренного смешанного газа продолжает расти. Явное тепло используется для обеспечения охлаждающей способности при высоком давлении. сжиженный природный газ, и начинает действовать разница температур. После того, как оно снижается до определенного значения, холодная жидкость смешивается с низкотемпературным газом на выходе детандера, чтобы продолжать обеспечивать охлаждающую способность системы. Минимальная разница температур внутри холодильной камеры приходится на самый горячий конец, самый холодный конец и место слияния дросселируемой жидкости и расширительной жидкости. Кроме того, средняя разница температур теплообменника также меньше, чем в цикле сжижения с расширением азота;
3) MRC: разница температур теплообмена на низкотемпературном конце внутри теплообменника невелика, а разница температур велика, когда она близка к нормальной температуре. Это происходит главным образом потому, что изопентан используется вместо бутана в хладагенте. После того как сжатый смешанный хладагент охлаждается морской водой, изопентан в хладагенте конденсируется в жидкость. В дросселируемом смешанном хладагенте изопентан начинает испаряться при более высокой температуре, с большой скрытой теплотой парообразования. Эта часть холодопроизводительности не может быть использована при охлаждении природного газа и смешанного хладагента под высоким давлением в тепловом потоке. Таким образом, разница температур теплообмена на этом участке велика. Однако использование изопентана вместо бутана в качестве хладагента с высокой температурой кипения может не только снизить энергопотребление, но и увеличить разницу температур теплообмена, что очень полезно для всей системы;
С увеличением числа ступеней холодильного цикла потребляемая мощность холодильной системы снижается, а коэффициент охлаждения и эксергетический КПД увеличиваются, но влияние увеличения числа ступеней на холодильную производительность уменьшается. Увеличение ступеней холодильного цикла приведет к увеличению трудоемкости процесса и снижению работоспособности. Оптимальные ступени холодильных систем разных масштабов различны. Чем больше масштаб, тем больше оптимальных стадий;

MRC включает цикл с предварительным охлаждением и цикл без предварительного охлаждения. Цикл предварительного охлаждения также включает предварительное охлаждение чистым хладагентом и предварительное охлаждение смешанным хладагентом. Смешанные хладагенты в этих циклах делятся на разные стадии. Жидкость, отделенная от каждой ступени, переохлаждается и дросселируется для охлаждения, а отделенный газ продолжает охлаждаться и отделяться. Стадии разделения разные, сложность процесса разная, эффективность холодильного цикла разная;
37、 При проектировании процесса MRC необходимо оптимизировать структуру процесса и выбрать соответствующий номер цикла. MRC включает одноэтапный MRC, двухэтапный MRC, трехэтапный MRC и многоэтапный MRC. Эти холодильные циклы используются в настоящее время. Различные этапы холодильного цикла, различное энергопотребление охлаждения и различная сложность процесса должны выбираться в соответствии с различным масштабом обработки. Оптимизация MRC включает оптимизацию структуры и оптимизацию параметров процесса;