ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Покрытие потерь холода в установках из "Получение кислорода Издание 5 1972" Выше были рассмотрены основные холодильные циклы для сжижения воздуха. В установках разделения воздуха холодильные циклы используются для покрытия холодопотерь, возникающих при пуске и работе блока разделения воздуха. В процессе получения газообразных продуктов холодопотери слагаются из потерь холода через изоляцию и от недорекуперации. В установках получения жидкого кислорода, жидкого азота или жидкого воздуха к указанным видам холодопотерь добавляется еще потеря холода с отводимым из установки жидким продуктом. [c.82] Потери от недорекуперации в основном определяются устройством теплообменников и не зависят от величины аппарата. Наоборот, холодопотери через изоляцию определяются поверхностью кожуха аппарата, толщиной слоя изоляции и ее качеством эти потери на каждый килограмм перерабатываемого воздуха тем меньше, чем больше величина аппарата, так как количество перерабатываемого воздуха в аппарате увеличивается пропорционально его объему, т. е. кубу линейных размеров, в то время как поверхность, от которой зависят холодопотери в окружающую среду, возрастает пропорционально квадрату этих размеров. [c.83] Примерно 60% холодопотерь через изоляцию приходится на ректификационные колонны, а 40% — на теплообменные аппараты. [c.83] При получении жидких кислорода и азота дополнительное количество холода, отводимое из аппарата вместе со сжиженным газом, составляет около 100 ккал (420 кдж) на 1 кг жидкого продукта. Поэтому в установках для получения жидких кислорода и азота применяются более эффективные циклы, обеспечивающие большие количества холода на каждый килограмм перерабатываемого воздуха. [c.83] Холодопотери компенсируются затратой энергии на сжатие воздуха в холодильном цикле до наименьшего, необходимого для этого давления чем больше холодопотери, тем при более высоком давлении сжатия приходится вести процесс в установках среднего и высокого давления. [c.83] Все сказанное относится к установившемуся периоду работы. В пусковой же период основной задачей является быстрейшее охлаждение аппарата и накопление в нем необходимого запаса жидкого воздуха и жидких продуктов разделения (кислорода или азота). В это время желательно получить максимальное количество холода и приходится работать на наибольшем допустимом давлении. [c.83] В установках с использованием цикла одного низкого давления для получения газообразных продуктов разделения, увеличение количества холода в пусковой период обеспечивается включением второго (пускового) турбодетандера. [c.84] Установки для получения жидкого кислорода, где потери холода с жидким продуктом в 30 раз превышают прочие холодопотери, работают при установившемся процессе и при запуске на одном и том же максимальном давлении, обеспечивающем получение наибольшего количества холода. В этих установках быстрое охлаждение аппарата при пуске достигается за счет большей холодопроизводительности цикла. [c.84] Соотношение между холодопроизводительностью цикла и холо-допотерями определяется тепловым балансом установки. Тепловой баланс составляют на основе материального баланса и располагаемой холодопроизводительности используемого цикла. Подробнее этот вопрос разобран в следующей главе. [c.84] Приведем несколько простейших примеров использования основных уравнений холодильных циклов для определения некоторых величин режима работы установки. [c.84] Пример 1. Определить максимальное абсолютное давление воздуха при установившемся процессе в агрегате, работающем по циклу с простым дросселированием. Холодопотери через изоляцию 2 ккал1кг. Температура поступающего воздуха 30 °С температура отходящих продуктов разделения (кислорода и азота) 22 °С. [c.84] По диаграмме 8—Т находим, что при 7 1 = 303°К величине 2 соответствует искомое наименьшее абсолютное давление сжатия Р2=80 кгс см . [c.85] Во время же пуска для ускорения охлаждения аппарата установка работает обычно при давлении 180—200 кгс1см . [c.85] Пример 3. Подсчитать конечное абсолютное давление сжатия воздуха высокого давления при установившемся процессе цикла с двумя давлениями воздуха и аммиачным охлаждением. [c.85] Дано а) общие холодопотери -)- 9 ед = 3 ккал/кг (12,5 кдж/кг) б) температура воздуха после аммиачной установки — 40 °С в) абсолютное давление воздуха низкого давления р = 6 кгс/см г) количество воздуха высокого давления М = 20%. [c.85] По диаграмме 5 — Т находим, что эту энтальпию при температуре Т = -- 233°К имеет воздух, сжатый до искомого абсолютного давления р = =140 кгс/см . [c.85] Выше были рассмотрены только основные и наиболее простые холодильные циклы. В установках разделения воздуха, в зависимости от назначения и производительности, применяются и более сложные холодильные циклы используется воздух двух давлений (низкого и высокого) применяется циркуляция потоков воздуха и азота производится предварительное охлаждение воздуха до различных температур при помощи аммиака и фреона ступенчатое (каскадное) охлаждение воздуха и др. Такие циклы позволяют снизить удельный расход энергии в воздухоразделительных установках и в большинстве случаев являются комбинацией или видоизменением основных циклов, разобранных выше. [c.86] Поскольку получение холода связано с затратой энергии, всякое снижение холодопотерь в воздухоразделительном аппарате приводит к экономии энергии. Следовательно, персонал, обслуживающий воздухоразделительную установку, должен всегда стремиться к максимальному снижению холодопотерь. Для этого необходимо поддерживать наименьшую разность температур между прямым и обратным потоками газов на теплых концах теплообменников, исключить потери холодных паров и жидкости через неплотности в соединениях не допускать образования на кожухе снеговых пятен, свидетельствующих о промерзании изоляции следить за тем, чтобы изоляция аппарата была сухой, хорошо уплотненной и не имела пустот. [c.86] Вернуться к основной статье