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您当前的位置: 气体分离设备商务网 → 行业书库 → 在线书籍 → 《制氧机操作常见问题1000问》


 
膨胀机制冷量的大小与哪些因素有关?
    答:膨胀机总制冷量Qp(kJ/h)与膨胀量V(m3/h)、单位制冷量Ah(kJ/kmol)有关:
    Qp=Vh/22.4=VAht·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p1/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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