膨胀机制冷量的大小与哪些因素有关?

   2010-10-16 中国空分网阿杰2693
核心提示:答:膨胀机总制冷量Qp(kJ/h)与膨胀量V(m3/h)、单位制冷量△h (kJ/kmol)有关: Qp=V△h/22.4=V△htp/22.4 式中的单位制冷量△^等
答:膨胀机总制冷量Qp(kJ/h)与膨胀量V(m3/h)、单位制冷量△h (kJ/kmol)有关:
    Qp=Vh/22.4=V△ht·ηp/22.4
    式中的单位制冷量△^等于单位理论制冷量△ht与膨胀机效率ηp的乘积。而单位理论制冷量取决于膨胀前的压力、温度和膨胀后的压力。因此,膨胀机的制冷量与各因素的关系为:
    1)膨胀量越大,总制冷量也越大。但是,对于低压空分设备,膨胀空气直接送入上塔参与精馏,过多的膨胀空气量会影响精馏效果。这是分离过程所不希望的。
    2)进、出口压力一定时,机前温度越高,单位制冷量越大。例如。当膨胀机前的绝对压力为0.55MPa,机后压力为0.135MPa时,不同的机前温度下的单位理论制冷量如表13所示:
13 膨胀机前温度对单位制冷量的影响
膨胀机前温度T1/K
303
273
243
213
183
163
143
单位理论制冷量ht/kJ·kmol-1
2850
2470
2300
2010
1720
1 510
1300
    但是,机前温度提高,膨胀后的温度也会提高,气体直接进入上塔会破坏精馏工况。在正常生产时,温度提高幅度是有限制的。
    3)当机前温度和机后压力一定时,机前压力越高,单位制冷量越大。例如,当膨胀机的进口温度为160K,出口绝对压力为0.135MPa时,不同进口压力下的单位理论制冷量如表14所示。
14膨胀机前压力对单位制冷量的影响
膨胀机前压力/MPa
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
单位理论制冷量ht/kJ·kmol-1
1970
1890
1800
1605
1570
    对于低压空分设备,原先流程的膨胀机进口压力取决于下塔压力,即接近空压机出口压力。采用增压透平流程后,利用膨胀机对外作功来带动增压机,压缩来自空压机的膨胀空气,可将膨胀机的进口压力提高到1.0MPa左右,增大了单位制冷量。在所需的总制冷量一定的情况下,就可以减少膨胀空气量,有利于上塔的精馏。
    4)膨胀机后压力越低,膨胀机内的压降越大,单位制冷量越大。但是,由于膨胀后气体进精馏塔,压力变化的余地不大。
5)膨胀机绝热效率越高,制冷量越大。
 
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