简答题

小型空分设备启动初期,膨胀机已达到最大进气经过,高压压力还继续升高,这时是开大节一1阀好,还是将部分空气放空好?

正确答案

这要视下塔压力而定。若下塔压力低于0.55MPa(表压),则开大节-1阀好。这是因为:
1)打开节-1阀,可以充分利用第二热交换器传热面积,缩小热端温差。当T2温度达-140℃后,此时分馏塔液空尚未产生,需要大量冷量。节-1阀开得过小,还将部分空气放空,这就意味着高压空气通过第二热交换器的量很少,返流气体的冷量不能正常地传递给高压空气,从而进入第一热交换器的冷量比正常时增多,高压空气进膨胀机的温度下降过快,膨胀后的温度随着下降。同时由于第一热交换器负荷过重,致使热端温差扩大,冷损增加,使启动时间延长。如果开大节-1阀,可使进入第二热交换器的高压空气量增多,返流气体交给高压空气的冷量也就增多。一方面可以使T3温度逐渐下降;另一方面可以使进膨胀机前的温度提高,膨胀机后温度下降减缓。冷量得到充分回收,热端温差缩小,冷损减少;
2)充分利用等温节流效应,增加制冷量。高压空气通过节-1阀虽然不会产生冷量,但是可以降温,起到转换能量的作用。如果把部分高压空气放空掉,空压机白白消耗了能量,其等温节流效应得不到利用,使启动时间延长,这是很可惜的。如果开大节-1阀,高压空气通过节-1阀时,能使节流后的空气温度降低。这部分气体返回热交换器内,使高压空气温度进一步下降,等温节流效应就得到充分利用,可以使启动时间缩短。
具体操作方法如下:在T2温度未达到-140℃之前,使高压空气尽可能地通过膨胀机制冷。如果空气有富裕,下塔压力低于0.5MPa,也可开节-1阀调节高压。在T2温度达-140℃后,此时,塔内温度普遍降低,中压压力也下降了,可以逐渐开大节-1阀,但必须保持高压压力在设备允许的最高操作压力。当T2温度继续下降时,可减少膨胀量,即采取调低膨胀机转速或采取机前节流的办法来控制T2温度。不必把空气放空。
3)当下塔压力高于0.55MPa,接近下塔最高操作压力时,则应将部分空气放空为好。这是因为下塔最高操作压力为0.6MPa,稍一疏忽,易引起下塔超压;另一方面,膨胀机前、后的压差缩小,产冷量相对减少。特别是透平式膨胀机启动时进气压力一般在1.5~1.6MPa已达到膨胀机最高转速,高压压力已不能再提高了。下塔压力过高,膨胀前、后压差缩小,总的制冷量反而会减少。因而,此时放空比开节-1阀为好。

答案解析

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