intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng: Công nghệ khí (ThS. Hoàng Trọng Quang) - Chương 8

Chia sẻ: Vang Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:30

Thêm vào BST
Báo xấu
137
lượt xem 20
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 8. Hệ thống làm lạnh - Một hệ thống làm lạnh làm giảm nhiệt độ của chất lưu bên dưới bằng cách sử dụng khí hoặc nước tại các điều kiện xung quanh. Đặc trưng người ta thường dùng máy điều hòa không khí để làm mát không khí đến một nhiệt độ là 10 - 15oC. Nhiệt độ sản sinh tùy vào từng mục tiêu của quá trình.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng: Công nghệ khí (ThS. Hoàng Trọng Quang) - Chương 8

  1. Bài giảng CÔNG NGHỆ KHÍ Chương 8: HỆ THỐNG LÀM LẠNH GVGD: ThS. Hoàng Trọng Quang GVTG: ThS. Hà Quốc Việt
  2. Hệ thống làm lạnh Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Copyright 2008 Một hệ thống làm lạnh làm giảm nhiệt độ của chất lưu bên dưới bằng cách sử dụng khí hoặc nước tại các điều kiện xung quanh. Đặc trưng người ta thường dùng máy điều hòa không khí để làm mát không khí đến một nhiệt độ là 10 - 15oC. Nhiệt độ sản sinh tùy vào từng mục tiêu của quá trình. Nếu mục tiêu là để thu hồi các chất lỏng (NGLs) mang tính thương mại từ dòng khí được sản sinh thì sự kiểm soát kinh tế cơ bản được chuyên biệt hóa. Nếu để tiếp xúc với đường điếm sương của hydrocabon thì sự chuyên biệt và thủ tục quy trình chính là nhiệt độ của quá trình. 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 2
  3. Hệ thống làm lạnh Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Copyright 2008 Hệ thống lạnh là cần thiết trong các công nghệ dầu khí dưới đây: Làm lạnh dòng khí trong việc chiết xuất NGL Làm lạnh dòng khí trong việc giám sát dewpoint Bảo quản sản phẩm LPG Hóa lỏng khí LNG 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 3
  4. Hệ thống làm lạnh Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Copyright 2008 Có nhiều quá trình được sử dụng trong phần này: Làm lạnh cơ học Máy nén khí Sự hấp thụ Sự giản nở của van Sự giản nở của Turbin 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 4
  5. Hệ thống làm lạnh Làm lạnh cơ học Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Copyright 2008 Hệ thống làm lạnh là một máy bơm nhiệt (heat pump). Nhiệt độ “được bơm” từ nhiệt độ thấp đến nơi có nhiệt độ cao (môi trường xung quanh). Lượng năng lượng tùy vào chất lượng nhiệt được bơm (chiller duty) và nhiệt được bơm bao xa (Sự khác nhau của nhiệt độ giữa bộ làm lạnh - chiller và bộ ngưng tụ - condenser) Năng lượng dùng để làm lạnh có thể ở dạng nhiệt hay công. Các hệ thống làm lạnh bằng các hệ thống hấp thụ hệ thống bơm nhiệt, hệ thống máy nén khí thì sử dụng công. 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 5
  6. Hệ thống làm lạnh Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Làm lạnh cơ học – HT hấp thụ NH3 Copyright 2008 Bộ chỉnh lưu Chất lỏng (Rectifier) Bình ngưng tụ được trap đổi nhiệt (chilled) Chất lưu NH3 Bình hấp thụ nước ẩm Bình chứa NH3 Thùng chứa nước ẩm Hỗn hợp mạnh Nhiệt Đáy Nước yếu Nước mạnh Nước mạnh Nước yếu Hình 8.1. Làm lạnh bằng hệ thống hấp thụ amoniac. 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 6
  7. Hệ thống làm lạnh Làm lạnh cơ học – Máy nén khí Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Copyright 2008 Trong công nghệ dầu khí hệ thống lạnh được sử dụng nhiều đó là hệ thống có dùng máy nén khí như hình 8.2 sau: Hình 8.2: Hệ thống làm lạnh đơn giản dùng máy nén xử lý dòng chảy chất lưu (process strean) B 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 7
  8. Hệ thống làm lạnh Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Tính toán một hệ thống đơn giản Copyright 2008 Có nhiều bước trong một qui mô của hệ thống hình 8.2 có thể được tóm tắt như sau: Xác định lưu lượng tuần hoàn lạnh (refrigerant circulation rate): Nếu xung quanh hệ thống có sự cân bằng năng lượng thì ta có: Qchiller + mA.hA = mC.hc, nhưng mA = mC = m, (do có sự cân bằng vật chất quanh các điểm trên) Qchiller vì thế m hC  hD Trong đó: Qchiller: Chiller Duty (kJ.s) m: Lưu lượng tuần hoàn lạnh (kg/s) hA: Enthanpy chất lỏng bão hòa (kJ/kg) (bộ trao đổi nhiệt) hC: Enthanpy hơi bão hòa (kJ/kg) 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 8
  9. Hệ thống làm lạnh Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Tính toán một hệ thống đơn giản Copyright 2008 Xác định công suất máy nén: Tính công lý thuyết (tính đẳng entropy) và sử dụng hiệu suất để tìm công thực. -W   m h isen  hC D  E W Trong đó: W: công suất thực của quá trình (kW) E: hiệu suất quá trình 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 9
  10. Hệ thống máy nén Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Tính toán một hệ thống đơn giản Copyright 2008 Tính Tải trọng bình ngưng tụ nhiệt (Condenser Heat Load, Qcond) Có hai cách để xác định Qcond, Qcond = W - Qchiller Qcond = m(hA – hD) Qcond A D (bình ngưng tụ) 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 10
  11. Hệ thống làm lạnh Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Copyright 2008 Trong sơ đồ trên tác nhân lạnh qua JT van giãn nở nhiệt độ giảm xuống yêu cầu 3->6oC thấp hơn nhiệt độ cần hạ của khí công nghệ. Trong thiết bị trao đổi nhiệt (chiller) tác nhân lạnh hoá hơi nên chúng sẽ nhận nhiệt, khi ra khỏi chiller sẽ là hơi bão hoà, hơi này vào máy nén được nén lên thành hơi quá nhiệt nên cần làm mát (condenser) cho hơi trở về lỏng bão hoà sau đó chứa trong bình. Biểu diễn quá trình trên trên giản đồ P-H như sau: 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 11
  12. Hệ thống làm lạnh Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Copyright 2008 Sơ đồ dùng Expander Expander Proccess for Hydrocarbon Dewpoint Control 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 12
  13. Hệ thống làm lạnh Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Copyright 2008 Để làm lạnh sâu hơn người ta dùng Expander 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 13
  14. Hệ thống làm lạnh Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Expander Copyright 2008 Khí đi vào expander chui qua các cánh theo kiếu hướng trục và rời khỏi expander theo kiểu dọc trục. Khi qua các cánh thì khí sinh ra công làm quay các bánh từ đó làm quay trục. Thường thì công sinh ra trên trục này sẽ dẫn động máy nén khí ly tâm, hoặc là máy phát điện. Hiệu suất của expander là khá cao (Eisen = 85%) Ứng dụng Expander được dùng trong công nghệ thu hồi NGL (C2+, C3+), hay tạo dewpoint thấp. 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 14
  15. Hệ thống làm lạnh Expander Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Copyright 2008 : Mặt cắt tổ hợp của Expander và máy nén khí 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 15
  16. Hệ thống làm lạnh Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Tính toán Expander Copyright 2008 Đối với đường động lực học lý thuyết của Expander thì tuân theo đẳng Entropy. Công lý thuyết được tính từ một đường đẳng entropy và đúng với công thực bằng cách sử dụng hiệu suất của một Expander. Đối với khí đi qua expander nhiệt độ giảm đi rất nhiều nên dòng khí ra thường là dòng hai pha nên việc tính toán sẽ trở nên rất phức tạp. Do đó người ta thường giải quyết trên máy tính. 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 16
  17. Hệ thống làm lạnh Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Tính toán Expander Copyright 2008 Qui trình tính toán Expander Từ P1, T1, tính ra h1 và s1 Vì là đẳng entropy nên s2 = s1 Có s2, P2 tính ra T2, h2 = h2 isen Tính công sinh ra: W = m.hisenEisen = m(h2isen - h1) Eisen Tính lại h2act = h3 = h1 + (h2isen – h1) Eisen Có P2, h3 = h2act. Tính T3 = Tact. 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 17
  18. Hệ thống làm lạnh Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Tính toán Expander Copyright 2008 Ví dụ: Một dòng khí 1x106 std m3/d, Mw = 16, qua Expander có P1 = 70bar, P2 = 20bar, T1 = 10oC, Eisen.Tính nhiệt độ đầu ra và công sinh ra. Tự giải 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 18
  19. Hệ thống làm lạnh Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Ví dụ 1 Copyright 2008 Dùng đồ thị P-H cho propan tính lưu lượng propan tuần hoàn, công suất máy nén, công suất condenser, của một quá trình làm lạnh khí gas như sau: TC = -25 hóa hơi hoàn toàn, Qchiller = 3000kW 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 19
  20. Hệ thống làm lạnh Khoa Kỹ thuật Địa chất – Dầu khí Ví dụ 1 - Giải Copyright 2008 Trên đồ thị P-H của propan ta bắt đầu từ điểm A (lỏng bão hoà và 38oFC), áp suất trong accumulator 1300psi, hA = 0; TC = -25 hoá hơi hoàn toàn nên Pc = 200psi, hc =250kj/kg Tỉ số nén: r = (PD/PC)0,5 = (1340/200) 0,5 = 2,59 Do đó: Py = r Pc = 200x2,59 = 517 psi + Tại E có Pe = Py = Pg = Pf = 517psi E nằm trên đường điểm sôi nên he = -110kj/kg + Tại B có hb = he = -110kj/kg (qua van h = const) Qchiller = 3000kW = mb(hc-hb) => mb = mc = me = 3000/(250 + 110) = 8,3kg/s 11/14/2013 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2432 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2