Цикл холодильный с расширением воздуха в детандере

Цикл высокого давления с расширением воздуха в поршневом детандере. Холодильный цикл высокого давления с поршневым детандером является видоизменением цикла среднего давления с детандером. Отличие заключается в том, что в цикле высокого давления не требуется предварительное охлаждение воздуха перед детандером до низких температур. Это является определенным преимуществом, если учесть трудности смазки цилиндра детандера при низкой температуре поступающего в него воздуха. [c.76]

Холодильные циклы с расширением воздуха в детандере и отдачей внешней работы [c.72]

Вс всех промышленных установках воздух вначале переводят в жидкое состояние методом глубокого охлаждения. Используя различные температуры кипения кислорода и азота, жидкий воздух разделяют на составные части многократной ректификацией. В современных разделительных установках сочетаются различные методы получения холода дросселирование, расширение в детандере, предварительное аммиачное охлаждение, холодильные циклы низкого, среднего и высокого давления. [c.98]

Соответственно этому в технике глубокого охлаждения применяются два основных холодильных цикла 1) цикл с дросселированием воздуха и 2) цикл с расширением воздуха в детандере и производством внешней работы. [c.25]

При реализации в установке холодильных циклов высокого давления с дросселированием или циклов высокого и среднего давления с детандером расход перерабатываемого I воздуха Gb = G , а давление сжатого воздуха определяется заданной холодопроизводительностью. При использовании цикла низкого давления с детандером только часть перерабатываемого воздуха может подаваться на разделение. Остальная часть поступает в детандер на расширение (см. рис. 83). При этом давление сжатого воздуха определяют из условия работы узла ректификации по выражениям (85) и (86), а его суммарный расход — из условия обеспечения заданной холодопроизводительности. Термодинамический расчет холодильного цикла выполняют по известным в. криогенной технике методикам. [c.211]

Цикл высокого давления с расширением воздуха в поршневом детандере. Холодильный цикл высокого давления с поршневым детандером является видоизменением цикла среднего давления с детандером. Отличие заключается в том, что в цикле высокого [c.78]

В этих установках используется более экономичный холодильный цикл среднего давления с расширением воздуха в поршневом детандере. Поэтому удельный расход энергии ниже, чем в установках высокого давления. [c.175]

В установках для получения жидкого кислорода используются наиболее эффективные холодильные циклы высокого давления с расширением воздуха в поршневом детандере, низкого давления с расширением воздуха в турбодетандере и комбинированные схемы низкого давления с использованием циркуляционного холодильного цикла среднего давления и расширения газа в турбодетандере. [c.248]

Для получения небольших количеств жидкого кислорода применяют, как правило, установки, работающие по холодильному циклу высокого давления с расширением воздуха в поршневом детандере. Принципиальная схема установки высокого давления для получения жидкого кислорода приведена на рис. 1. [c.11]

Показатели по холодопроизводительности и эффективности цикла, как-цикла холодильного, были ограничены конечным давлением расширения в детандере, принятым равным технологическому давлению. Снятие этого ограничения в случае, например, применения данного цикла только как чисто холодильного или для получения жидкого воздуха позволило бы значительно повысить холодопроизводительность при более высокой эффективности. Значительные теплоперепады в области низких давлений и ряд преимуществ работы в этой области давлений реализуются в цикле низкого давления с высокоэффективной расширительной машиной, предложенном П. Д. Капицей для получения жидкого воздуха, а затем и для получения жидкого кислорода (см. главу IV). [c.65]

Упрощенная схема построения такого цикла, как цикла холодильного или предназначенного для получения жидкого воздуха, представлена на фиг. 34. Схематически протекание цикла в 5—Г-диаграмме иллюстрируется фиг. 35, причем предполагаются теоретические условия — изотермическое сжатие, изоэнтропийное расширение в детандере, полная рекуперация холода отходящего газа и отсутствие потерь в окружающую среду, и для упрощения цикл рассматривается как воздушный холодильный цикл условность изображения связана также с тем, что потоки воздуха, участвующие в отдельных процессах, не соответствуют 1 кГ. [c.67]

В цикле, предназначенном только для холодильных целей, нет, очевидно, необходимости в ограничении давления расширения в детандере процессом ректификации. Если по каким-либо причинам и может оказаться желательным ограничиться давлением после детандера более высоким, чем конечное в установке, то, естественно, его целесообразно использовать. В этом случае необходимо возвратить рабочий агент, в данном случае воздух, под давлением после детандера снова в компрессор для сжатия, т. е. включить эту [c.82]

При использовании холодильных циклов с дросселированием параметры самого процесса разделения в ректификационной колонне при данной холодопроизводительности цикла на затрату энергии не влияли, хотя сам процесс разделения по существу требует определенной затраты энергии. При построении холодильного цикла с детандером процесс разделения отражается на общей затрате энергии, так как ограничивает конечное давление расширения величиной порядка 0,6 Мн м и, следовательно, при той же холодопроизводительности требует повышения давления, а значит, увеличения затраты энергии по сравнению с затратой энергии в чисто холодильном цикле. Вследствие принципиально более правильного построения цикла с детандером расход энергии на разделение воздуха, несмотря на ограничение конечного давления расширения воздуха в детандере, получается значительно меньшим. [c.56]

При использовании цикла в установке двух давлений возможное увеличение обратного потока в части установки низкого давления и соответствующее уменьшение обратного потока в холодильном цикле приводит к повышению холодопроизводительности как за счет расширения в детандере большего количества воздуха, так и за счет увеличения количества аммиачного холода. [c.80]

Рассмотренные выше типы колонн, в том числе и насадочных, используются в установках разделения воздуха с регенеративными холодильными циклами, в которых холод получается за счет дросселирования, или расширения в детандере, разделяемой смеси или продуктов ее разделения. [c.423]

На рис. ХУИ-22 в виде графиков представлена сравнительная характеристика основных холодильных циклов при получении жидкого воздуха. По графикам может быть определена холодопроизводительность и расход энергии на получение 1 кг жидкого воздуха. Во всех рассматриваемых циклах расширение воздуха в детандере происходит до достижения [c.720]

Успешное завершение работ с детандером, однако, не дало возможности Клоду получить жидкий воздух непосредственно после детандера, как он хотел, следуя по стопам Сольвея. Это и естественно в области, близкой к температуре жидкого воздуха, при атмосферном давлении детандер Клода не мог работать . Поэтому в конце концов Клод отказался от этой идеи. Он принужден был разделить сжатый воздух на две части одну направлять в детандер, а другую - в теплообменник противотоком к расширенному в детандере холодному воздуху, как показано на рис. 5.13, а. Сжатый воздух при этом ожижался и после дросселирования до атмосферного давления мог использоваться как конечный продукт. Таким образом, Клод тоже пришел к классическому циклу с дросселированием. Однако, в отличие от Линде, он использовался для дополнительного охлаждения не парокомпрессионную холодильную установку, а детандер, в котором расширялась и охлаждалась часть поступающего сжатого воздуха. Схема такого процесса, названного именем Клода, показана на рис. 5.13,6 из нее [c.169]

Принципиальная схема установки базируется на холодильном цикле высокого давления с расширением части воздуха в поршневом детандере и двукратной ректификацией. [c.41]

Как видно из схемы рис. 20, холодильный цикл организован таким образом, что наивыгоднейшее распределение воздуха между детандером и конденсатором происходит самопроизвольно, соответственно холодопотерям. Количество воздуха, поступающее на расширение в турбодетандер, определяется его пропускной способностью при данном давлении и температуре, т. е. холодопроизводительностью установки в целом. [c.84]

В установке использован холодильный цикл двух давлений, с расширением части воздуха высокого давления в поршневом детандере. Очистка воздуха от двуокиси углерода производится раствором едкого натра в скрубберах. Осушка воздуха высокого давления—адсорбционная, а воздуха низкого давления—вымораживанием влаги в переключающихся поперечноточных теплообменниках—вымораживателях. Атмосферный воздух через фильтр 1 (рис. 64) засасывается угловым воздушным компрессором ВП-50/8 производительностью 3000 м 1ч и под избыточным давлением 6 кгс см поступает в два последовательно включенных скруббера 3 для очистки от двуокиси углерода. Пройдя щелочеотделитель 4, воздух делится на два потока. Один поток подается в блок разделения воздуха 7, а второй—в дожимающий компрессор 5 типа ДВУ-20-6/220 производительностью 1200 м 1ч. В дожимающем компрессоре избыточное давление воздуха повышается до 120 кгс см-, после чего он поступает в блок 6 адсорбционной осушки, из которого часть воздуха через дроссельный вентиль направляется в куб нижней колонны блока разделения, а другая—на расширение в поршневом детандере 8 типа ДВД-80/180 производительностью 650 Jч ч. После расширения до избыточного давления 6 кгс см воздух поступает в куб нижней колонны блока разделения. Перед колонной детандерный воздух проходит один из переключающихся фильтров для очистки от масла и один контрольный фильтр, расположенные в кожухе разделения блока 7. [c.190]

В пусковой период, получаемый в результате дросселирования сжатого воздуха, расширения его в детандере, а в ряде установок (установки двух давлений с холодильным циклом) и за счет дополнительного охлаждения (с помощью холодильной установки), холодильный эффект расходуется не только на компенсацию потерь через изоляцию, от недорекуперация, а в установках с насосом потерь, связанных с работой насоса, но и на охлаждение до требуемых температур аппаратуры, из которой состоит блок разделения, многих коммуникаций, изоляции, а также на накопление необходимого количества жидкости для нормальной работы колонны разделения. [c.48]

На небольших установках применяют холодильные циклы одного высокого или среднего давления. Воздух в этих установках сжимается поршневыми компрессорами до давления 15,0—12,0 Мн мР- (150—120 кПсм на установках высокого давления и до 5,0—2,5 Мк1м (50—25 кГ/см ) на установках среднего давления. Установки высокого давления, продукционный кислород из которых выводится в виде жидкости, и установки среднего давления комплектуют поршйевыми детандерами, в которых происходит расширение воздуха с целью получения холода. [c.5]

Полностью исключить поступление масла в разделительный аппарат установок, где используются поршневые компрессоры и детандеры, чрезвычайно трудно. Кардинальным решением было бы только полное исключение возможности попадания масла в перерабатываемый воздух. Последнее можно осуществить созданием установок, в которых для сжатия и расширения воздуха применяют только турбомашины, применением в компрессорах и детандерах несмазываемых антифрикционных материалов, созданием установок с замкнутым циркуляционным холодильным циклом. В этих направлениях в настоящее время ведут соответствующие исследовательские работы. [c.134]

Цикл с каскадным расширением воздуха в детандерах является чисто холодильным циклом. Его осиовпое достоинство состоит 3 применении тур бодеташдерое вместо поршневых детандеров, в циклах высокого давления. [c.165]

С повышением к. п. д. детандера и уменьшением потерь холода количество воздуха, которое необходимо отвести в детандер, уменьшается. При тех значениях г д и тех величинах потерь холода, которые могут быть обеспечены на крупных воздухоразделительных установках, количество воздуха, отводимого в детандер, составит только 20—25%, что может быть сделано без значительного ущерба для процесса разделения. Этим опраедывается отступление от указанного выше принципа полного использования воздуха для его разделения и снятие ограничения по конечному давлению расширения в детандере на крупных установках технологического кислорода низкого давления. В этих установках холодильный цикл строится при исходном давлении сжатия, соответствующем технологическому давлению в той или иной мере, конечно, за счет процесса ректификации. Подробнее об этом будет сказано ниже. [c.57]

Такой цикл с детандером на отходящих газах повышенного давления был предложен Ле-Ружем. При надлежащем построении процесса теплообмена и выборе промежуточного давления цикл этот характеризуется относительно высокой эффективностью. Необходимым условием возможности применения этого цикла как холодильного является использование холода на повышенном температурном уровне, а применительно к воздухоразделительной установке — осуществление процесса разделения воздуха при более высоких, чем обычно, давлениях, т. е. при менее выгодных параметрах. Цикл этот в таком виде практически не применяется. Аналогичным по принципу можно считать встречающееся, например, в комбинированных циклах использование для расширения в детандере азота, отбираемого из-под крышки конденсатора ректификационной колонны. [c.67]

В цикле, предназначенном только для холодильных целей, нет, очевидно, необходимости в ограничении давления расширения воздуха в детандере процессом ректификации. Если по каким-либо причинам и может оказаться желательным ограничиться давлением после детандера более высоким, чем конечное в установке, то его целесообразно использовать. При этом необходимо возвратить рабочий агент, в данном случае воздух, под давлением после детандера снова в компрессор для сжатия, т. е. включить эту часть потока в циркуляцию. Таким образом исключается затрата работы на сжатие соответствующей части воздуха от атмосферного давления до давлерия после детандера. Несколько больший эффект может быть получен, если обеспечить полное расширение воздуха, т. е. довести давление расширения после детандера до начального давления в системе. В крупных установках для этого может быть применен турбодетандер расширение воздуха при этом будет происходить с более высоким к. п. д., чем в хорошо работающих поршневых расширительных машинах. [c.82]

Полное исключение поступления масла в разделительный аппарат установок, где используются поршневые компрессоры и детандеры, является весьма трудной задачей. Кардинальным решением было бы создание установок, в которых для сжатия и расширения воздуха применяются турбомашины использование в компрессорах и детандерах несмазываемых антифрикционных материалов создание установок с замкнутым циркуляционным холодильным циклом. В этих направлениях ведутся соответствующие конструкторские работы, например, разрабатываются поршневые детандеры с несмазываемыми поршневыми уплотнениями. Прошли испытания опытные образцы детандеров среднего давления Д-6/50 Д-11/50 Д-18/40. Эти детандеры предназначены для комплектования воздухоразделительных установок К-0,15 А-0,6 АК-0,6 К-0,4 АК-1,5. [c.490]

Станция работает (см. рисунок) ио холодильному циклу высокого давления с поршневым детандером. Разделение воздуха происходит в разрезной колонне двукратной ректификации. Холодопотсри компенсируются за счет изотермического дроссель-эффекта сжатия воздуха в компрессоре и расширения части его в поршневом детандере. [c.48]