ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Холодильные установки из "Процессы и аппараты нефтегазопереработки Изд2" Для охлаждения потоков до более низких температур, чем это возможно в водяных и воздушных холодильниках, применя- ют специальные способы получения холода. В этом случае ис- пользуют различные холодильные циклы, в которых в качестве рабочего агента (хладоагента) служат различные вещества (сернистый ангидрид, аммиак, пропан, хлористый метил, фреоны и др.), которые легко переводятся в сжиженное состояние при обычных или несколько пониженных температурах. [c.182] Чем больше холодильный коэффициент, тем экономичнее установка. [c.183] Компрессионные холодильные установки. В установках этого типа хладоагент сжимают в компрессоре, затем охлаждают до температуры окружающей среды, и после этого он адиабатически расширяется и испаряется, отбирая соответствующее количество тепла от охлаждаемого объекта. [c.183] В первых холодильных машинах в качестве хладоагента использовали воздух. Однако вследствие малой экономичности уже в конце XIX века воздух был вытеснен аммиаком и диоксидом углерода. В настоящее время в компрессионных холодильных установках в качестве хладоагентов применяют жидкости, которые при давлениях, близких к атмосферному, кипят при низких температурах. [c.183] Принципиальная схема компрессионной холодильной установки приведена на рис. VI- . [c.183] В компрессоре 1 за счет затрачиваемой энергии сжимается влажный пар хладоагента и переводится в перегретое состояние. Из компрессора перегретый пар поступает в конденсатор 2, где он охлаждается и конденсируется. Затем жидкий хладоагент проходит дроссельный вентиль 3 и превращается в насыщенный пар небольшой степени сухости (л = 0,1—0,2). При дросселировании энтальпия рабочего тела не изменяется, а давление и температура понижаются. После дросселирования хладоагент поступает в испаритель 4, где происходит его испарение и увеличивается сухость пара до л = 0,90—0,95. При этом охлаждается камера, в которой находится испаритель. Вышедший из испарителя пар поступает в компрессор, сжимается, переходит в перегретое состояние, и цикл повторяется. [c.183] Проанализируем цикл работы компрессионной холодильной установки на диаграммах р—о и Г—8 (рис. У1-2). [c.183] Процесс сжатия рабочего тела в компрессоре происходит по адиабате 1—2. При этом пар достигает сухости х= (точка Г) и перегревается (точка 2). [c.184] Перегретый пар с параметрами, отвечающими точке 2, направляется в конденсатор, где он охлаждается от температуры Гг до Г г (точка 2 ) и конденсируется (линия 2 —3) при давлении р2 = onst. В качестве охлаждающей среды в конденсаторе используется окружающий воздух или вода. В конденсаторе отнимается тепло qi. [c.184] Процесс дросселирования изображается линией 3—4, а при адиабатном расширении — линией 3—4. Получившийся после дросселирования влажньш пар с температурой Ti (точка 4) поступает в испаритель, где к нему при постоянных давлении pt и температуре Ti подводится тепло дг, величина которого определяет холодопроизводительность установки. Подводу тепла в испаритель соответствует линия 4—/. Затем процесс повторяется. Величина дг отвечает площади J—4—5—6 на TS — диаграмме. [c.184] Работа абсорбционной установки осуществляется следующим образом. Из испарителя 7 сухой насыщенный пар хладоагента направляется в абсорбер 1, где он поглощается потоком абсорбента, уходящим из десорбера. Насыщенный раствор абсорбента забирается из абсорбера 1 насосом 2 и при давлении рг р1 подается в десорбер 3. Для обеспечения нормальной работы абсорбера из него отводят тепло. В десорбере 3 раствор абсорбента нагревают и пары хладоагента отводят при давлении Р2 в конденсатор 5. Далее работа установки аналогична работе компрессионной установки. [c.185] Пароэжекторные холодильные установки. В пароэжекторных холодильных установках в качестве рабочего агента применяют воду, имеющую теплоту испарения почти в 2 раза большую, чем аммиак, и в 10 раз большую, чем СОг. [c.185] Схема пароэжекторной установки приведена на рис. У1-4. [c.185] Парозжекторные установки взрывобезопасны, не создают вредных выбросов, просты в изготовлении и эксплуатации, однако они требуют повышенного расхода хладоагента (воды) для конденсации пара, покидающего эжектор. [c.186] Принципы получения глубокого холода. Сжижение газа обеспечивается при его охлаждении до температуры ниже критической. Такие газы, как кислород, азот, гелий, водород, имеют критические температуры ниже —100 °С, поэтому для их сжижения необходимо применять методы глубокого охлаждения, которые основаны на свойстве реальных газов изменять величину отношения pv/RT с изменением давления. С этой целью используют дроссельный эффект, который заключается в том, что при расширении сжатого газа до более низкого давления без обмена теплом с окружающей средой и без совершения внешней работы его температура изменяется. При этом pv RT, т. е. температу- а дросселируемого газа может увеличиваться и уменьшаться. Тоследнее происходит при температуре ниже критической. Теоретически дросселирование происходит при постоянной энтальпии, что в случае реального газа связано с понижением температуры (дроссельный эффект). Понижение температуры на единицу понижения давления называют дифференциальным дроссельным эффектом, а понижение температуры при понижении давления газа от р до р2 — интегральным дроссельным эффектом. [c.186] Левая часть равенства характеризует уменьшение внутренней кинетической энергии газа при изменении температуры от Ti до Гг- Так как Uu Uu , изменение температуры зависит от соотношения изменения внутренней потенциальной энергии газа и работы расширения и при некоторой критической температуре становится равным нулю, а при более высокой температуре газ нагревается при дросселировании. [c.186] Большинство газов при дросселировании охлаждается, что и используется для получения глубокого холода. После дросселирования газ может быть направлен непосредственно в технологический цикл или часть его энергии может быть использована для совершения работы при дальнейшем расширении в детандере или турбодетандере. [c.187] Вернуться к основной статье