Использование расширительной машины (детандера)

Сжижение при расширении газов с совершением внешней работы. В некоторых установках глубокого охлаждения использован принцип расширения газов с совершением внешней работы. Такое расширение воздуха осуществляется в особой поршневой расширительной машине — детандере — двигателе, работающем на сжатом воздухе. Производимая этим двигателем работа может быть использована для сжатия газа, что позволяет уменьшить расход энергии на его сжижение. Однако это уменьшение расхода энергии невелико, так как детандер имеет низкий коэффициент полезного действия. [c.206]

Использование расширительной машины (детандера). Включение в цикл процесса изоэнтропийного расширения с совершением внешней работы, как следует из анализа обращенного цикла Карно, является наиболее правильным направлением при решении поставленной задачи. При этом процессе происходит понижение температуры расширяющегося газа и он, очевидно, может быть использован как хладоагент для отвода тепла. Уменьшение энтальпии газа, получающееся при адиабатном расширении и определяющее, согласно сказанному выше, количество созданного холода, равно совершаемой газом работе (при Ша = ау ) [см. уравнение (18)]. Температурный уровень полученного холода определяется теми температурами, между которыми происходит последующий нагрев хладоагента и повышение его энтальпии по замыкающей цикл изобаре конечного давления расширения. [c.29]

Схема установки приведена на рис. 1. Температура в термостате задавалась и поддерживалась воздушно-холодильной установкой с последовательным расширением воздуха от 60 до 1 бар в дроссель-вентиле и расширительной машине. В качестве детандера использован малогабаритный турбодетандер системы кондиционирования воздуха. [c.275]

Для очень больших установок, где имеются большие количества остаточного газа на 1 от этиленового продукта, могут быть использованы центробежные расширительные машины. Возврат энергии представляет только побочный интерес, основное внимание должно быть уделено получению очень низких температур. Использование расширительных машин ведет к другой трудности. Если расширительный вентиль заменить детандером, то будет происходить конденсация углеводородов внутри самой машины. В условиях конденсирующейся смеси требуется довольно сложная система подогрева газа, чтобы не происходило его конденсации или она была минимальной. Хотя газ сушится окисью алюминия, температура в деметанизаторе держится ниже точки образования льда в обычных промышленных осушителях. Температура газов, покидающих осушители, должна быть порядка —46° при действующем давлении. Практически в установках проблема удаления влаги решается инжекцией метанола. Опытным путем найдено, что если сырье поступает при —98°, образование льда в колонне может быть устранено. Устанавливаются два теплообменника для подачи сырья, каждый из них действует периодически. Конструируется большое количество установок низкотемпературного разделения этилена с использованием трубчатых теплообменников. Конструируются они из нержавеющей стали с расчетом увеличить поверхность теплообмена по отношению к объему, что улучшает обмен и позволяет делить жидкости с близкими температурами кипения. [c.95]

Для более эффективного использования природного газа и получения низкой температуры в качестве редукционного органа используют 1) сопло Лаваля 2) вихревую трубу (труба Ранка) 3) расширительные машины - детандеры. В качестве детандеров используют поршневые турбодетандеры или винтовые детандеры. [c.433]

Как известно, для получения низких температур в технике применяются два метода дросселирование предварительно сжатого газа (использование эффекта Джоуля-Томсона) и детандирова-ние — расширение сжатого газа в специальной расширительной машине поршневого или турбинного типа, называемой детандером. Рассмотрим кратко циклы, основанные на этих методах. [c.81]

Основным элементом схем сжижения природного газа с использованием перепадов давления является расширительная машина — детандер. Приведено аналитическое и опытное исследование работы поршневого детандера, работающего на природном газе [11, 12 и 13]. Выведены уравнения, которые в явной форме определяют потери в цилиндре поршневого детандера. Экспериментально показано, что смазывают детандер в результате конденсации пропана и бутана, содержащихся в природном газе. [c.47]

Использование в части щкла конденсированного вещества позволяет сделать установки более компактными благодаря сравнительно малым расходам рабочего тела и высоким коэффициентам теплоотдачи при испарении и конденсации. В случае необходимости обеспечиваются также изотермические у ло-вия внешнего подвода и отвода тепла. Кроме того, возможность замены без существенных потерь в ряде случаев расширительной машины — детандера дроссельным вентилем существенно упрощает установку. [c.248]

Следует отметцть, что изоэнтропийный (часто называемый адиабатическим) к. п. д. обычно используется как величина, характеризующая качество работы расширительной машины (детандера), несмотря на то, что при этом не учитывается различие в температурных уровнях производимого и теряемого холода. Коренной дефект метода оценки эффективности детандера изоэнтропийным к. п. д. заключается в том, что действительный процесс н—к сравнивается с теоретическим н—t, относящимся к другому диапазону температур (рис. 1). При этом полученный холод (площадь под линией кдр —к) считается качественно эквивалентным потерям (площадь под линией к—<), хотя очевидно, что ценность калорий, относящихся к более низкому температурному уровню, выше. Неудобство использования изоэнтропийного к. п. д. проявляется, в частности, при оценке многоступенчатых расширительных машин. [c.200]

Использование для сжижения водорода низкотемпературных циклов с детандированием газа позволяет снизить энергетические затраты примерно на 20—25 % по сравнению с дроссельными циклами. Однако усложнение устройства и эксплуатации ожижителей с детандерами оправдывает применение расширительных машин только на крупных установках. Анализ различных циклов сжижения водорода дан в [158, 236J, [c.309]

Ожижители гелия с использованш детандеров. В 1934 г. П. Л. Капица пре ложил и практически осуществил гелЕ вый ожижитель, в котором для предвар тельного охлаждения использовался жидкий водород, а холод, получаемый расширительной машине — поршневом I тандере [729]. На рис. 12.12 дана при ципиальная технологическая схема гел> вого ожижителя П. Л. Капицы. Прн р работке этого аппарата наибольш трудности были связаны с созданием дета дера, поршень которого должен пepe щаться в цилиндре при низкой температу (около 15 К) без трения и без больш утечек расширяемого газа. Эти трудное удалось преодолеть путем использован щелевого уплотнения поршня (малый зор между поршнем и цилиндром). [c.314]

На рис. 118 показана схема другого разработанного во ВНИИГазе газохолодильного перекачивающего агрегата на базе газотурбинной установки. Этот агрегат от рассмотренного выше отличается тем, что в качестве расширительной машины второй ступени вместо турбодетандера использован винтовой детандер 2, соединенный общим валом с винтовым компрессором 4, и перед детандером установлен топливный рекуперативный теплообменник 3, трубы которого включены в трубопровод топливного газа, а межтрубное пространство с одной стороны подсоединено к выходному патрубку детандера 2, г с другой — к входному патрубку компрессора 4. [c.264]

Немаловажным преимуществом винтовых детандеров перед турбодетандером является их относительно низкая частота вращения (3000 об/мин). По этой причине в случае, когда необходимо дополнить энергию, выработанную в винтовом детандере двигателем (чтобы повысить давление газа после компрессора), то такой двигатель при винтовом детандере просто монтируют на один вал, соединяющий детандер с компрессором. При использовании турбодетандеров, частота вращения которых в большинстве случаев превышает десятки тысяч оборотов в минуту, подсоединить дополнительный двигатель можно только с помощью специального редуктора. Наличие такого редуктора существенно усложняет конструкцию агрегата в целом и снижает его к. п. д. и надежность. Отмеченное выше преимущество свидетельствует о том, что винтовые детандеры являются наиболее приемлемым типом расширительных машин для ГХПА. [c.266]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология