閉式熱泵的關(guān)鍵工藝參數及其確定原則

       閉式熱泵的模擬計算流程如圖2所示。丙烯精餾塔塔本身為常規精餾塔,為模擬閉式熱泵,另設熱泵系統模擬流程,如圖2右方所示。壓力為1MPa,泡點(diǎn)溫度的循環(huán)工質(zhì)進(jìn)入塔頂冷凝器,為使冷凝器冷劑足夠,假設冷劑出口仍含有1%摩爾分數的液體。為保證進(jìn)入壓縮機的不含氣體,還需設過(guò)熱器,將工質(zhì)過(guò)熱到露點(diǎn)以上1 ℃。上述2點(diǎn)都是在實(shí)際工程設計時(shí)必須考慮的問(wèn)題,取多少裕度則根據具體情況而定。工質(zhì)進(jìn)入壓縮機提升壓力后,再進(jìn)入塔釜再沸器提供蒸餾所需的熱量,本身則大部分變?yōu)闅怏w。工質(zhì)再節流到初始壓力1MPa,為使工質(zhì)完全回復到初始狀態(tài),還需設冷卻器,將工質(zhì)全部冷卻到泡點(diǎn)溫度,這樣就完成了工質(zhì)循環(huán)過(guò)程。

圖2　閉式熱泵流程示意圖

關(guān)鍵工藝參數及其確定原則

關(guān)鍵工藝參數

      閉式熱泵的關(guān)鍵工藝參數有:循環(huán)工質(zhì)流量;壓縮機出口壓力;循環(huán)工質(zhì)節流后壓力。

循環(huán)工質(zhì)流量的確定原則和方法

       循環(huán)工質(zhì)的流量的確定原則主要是必須滿(mǎn)足塔頂冷凝器和塔釜再沸器的熱負荷要求。當然工質(zhì)所能提供的熱負荷與壓縮后壓力以及節流后壓力均有關(guān)系,但其流量大小是最重要的因素。

      該流量的確定主要應參考丙烯塔基本工況的計算結果。該循環(huán)工質(zhì)流量應當取基本工況計算得到的回流量1616kmol/h和塔頂上升氣量1723kmol/h之間的某個(gè)數值。需要特別注意的是同一個(gè)工質(zhì)流量需要同時(shí)滿(mǎn)足塔的冷凝器和再沸器2個(gè)熱負荷要求。而這2個(gè)熱負荷又必然是大小不同的。故而必須在工質(zhì)流量、壓縮后壓力及工質(zhì)節流后壓力等多個(gè)因素之間進(jìn)行平衡,務(wù)使達到最適宜的工藝參數匹配。

壓縮機出口壓力的確定原則和方法

       壓縮機出口壓力的確定原則主要是壓縮后的溫度應當滿(mǎn)足塔釜再沸器的傳熱溫差要求,通�？紤]仍然是冷熱物料的溫差應當在10℃左右,以保證有足夠的推動(dòng)力。

循環(huán)工質(zhì)節流后壓力的確定原則和方法

      循環(huán)工質(zhì)節流后壓力的確定原則應當是節流后的溫度應當滿(mǎn)足塔頂冷凝器的傳熱溫差要求,該節流后壓力設置的方法可以參考基本工況的塔頂冷凝器溫度,即節流后工質(zhì)的溫度必須低于冷凝器溫度10℃左右。