Phân bố nhiệt độ bên trong của 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 là rất nhỏ và chênh lệch nhiệt độ trao đổi nhiệt ở các bộ phận khác là lớn. Tuy nhiên, có một số yêu cầu nhất định đối với chênh lệch nhiệt độ truyền nhiệt tối thiểu trong thiết kế bộ trao đổi nhiệt, không thể quá nhỏ. Nhìn chung, sự phân bố chênh lệch nhiệt độ trao đổi nhiệt không đồng đều, chênh lệch nhiệt độ lớn và tổn thất không thể đảo ngược lớn, do đó nhu cầu công suất trục của máy nén tương ứng sẽ lớn hơn;
2) Chu trình giãn nở nitơ metan: khả năng làm mát ở phần nhiệt độ thấp của bộ trao đổi nhiệt được cung cấp bởi van tiết lưu. Máy trộn nitơ và metan điều tiết và nguội đi. Do hàm lượng metan cao nên chênh lệch nhiệt độ ở đầu lạnh sau khi tiết lưu là nhỏ. Sau khi nhiệt độ tăng lên, khí metan và nitơ bốc hơi nhanh chóng, cung cấp một lượng lớn khả năng làm mát, dẫn đến chênh lệch nhiệt độ lớn trong bộ trao đổi nhiệt và khí hỗn hợp hóa hơi tiếp tục tăng lên, nhiệt hợp lý được sử dụng để cung cấp khả năng làm mát cho thiết bị trao đổi nhiệt áp suất cao. khí tự nhiên lỏng và sự chênh lệch nhiệt độ bắt đầu có hiệu lực. Sau khi giảm đến một giá trị nhất định, chất lỏng lạnh được trộn với khí có nhiệt độ thấp ở đầu ra của thiết bị giãn nở để tiếp tục cung cấp khả năng làm mát cho hệ thống. Chênh lệch nhiệt độ tối thiểu bên trong hộp lạnh là ở đầu nóng nhất, đầu lạnh nhất và là nơi hợp lưu của chất lỏng tiết lưu và chất lỏng giãn nở. Hơn nữa, chênh lệch nhiệt độ trung bình của bộ trao đổi nhiệt cũng nhỏ hơn 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 là nhỏ và chênh lệch nhiệt độ lớn khi gần với nhiệt độ bình thường. Điều này chủ yếu là do isopentane được sử dụng để thay thế butan trong chất làm lạnh. Sau khi chất làm lạnh hỗn hợp nén được làm mát bằng nước biển, isopentane trong chất làm lạnh được ngưng tụ thành chất lỏng. Trong chất làm lạnh hỗn hợp được tiết lưu, isopentane bắt đầu bay hơi ở nhiệt độ cao hơn, với nhiệt hóa hơi tiềm ẩn lớn. Phần công suất làm mát này không thể bị tiêu hao khi khí tự nhiên và chất làm lạnh hỗn hợp áp suất cao trong dòng nhiệt được làm mát. Do đó, chênh lệch nhiệt độ trao đổi nhiệt ở phần này lớn. Tuy nhiên, sử dụng isopentane thay vì butan làm chất làm lạnh có điểm sôi cao không chỉ có thể giảm mức tiêu thụ điện năng mà còn làm tăng chênh lệch nhiệt độ trao đổi nhiệt, điều này rất có lợi cho toàn hệ thống;
Với sự gia tăng số giai đoạn của chu trình làm lạnh, mức tiêu thụ điện năng của hệ thống làm lạnh giảm, hệ số làm lạnh và hiệu suất dị ứng tăng lên, nhưng ảnh hưởng của việc tăng số giai đoạn đến hiệu suất làm lạnh sẽ giảm. Việc tăng các giai đoạn của chu trình làm lạnh sẽ làm tăng độ phức tạp của quy trình và giảm khả năng vận hành. Các giai đoạn tối ưu của hệ thống lạnh với quy mô khác nhau là khác nhau. Quy mô càng lớn thì càng có nhiều công đoạn tối ưu;
MRC bao gồm chu trình có làm mát sơ bộ và chu trình không làm lạnh sơ bộ. Chu trình làm mát sơ bộ cũng bao gồm làm lạnh sơ bộ chất làm lạnh nguyên chất và làm mát sơ bộ chất làm lạnh hỗn hợp. Các chất làm lạnh hỗn hợp trong các chu trình này được chia thành các giai đoạn khác nhau. Chất lỏng tách ra từ mỗi giai đoạn được làm lạnh phụ và điều tiết để làm lạnh, còn khí đã tách tiếp tục được làm lạnh và tách ra. Các giai đoạn phân tách là khác nhau, độ phức tạp của quy trình là khác nhau và hiệu quả của chu trình làm lạnh cũng khác nhau;
37、 Trong thiết kế quy trình của MRC, cần tối ưu hóa cấu trúc quy trình và chọn số chu kỳ phù hợp. MRC bao gồm MRC một giai đoạn, MRC hai giai đoạn, MRC ba giai đoạn và MRC nhiều giai đoạn. Những chu trình làm lạnh này hiện đang được sử dụng. Các giai đoạn khác nhau của chu trình làm lạnh, mức tiêu thụ điện năng làm lạnh khác nhau và độ phức tạp khác nhau của quy trình cần phải được lựa chọn theo quy mô xử lý khác nhau. Tối ưu hóa MRC bao gồm tối ưu hóa cấu trúc và tối ưu hóa tham số quy trình;
Thời gian đăng: Nov-01-2021
