Расчет однопоточной каскадной установки.
Давление смеси после турбокомпрессора равно 3,0 МПа, а давление ПГ подаваемого на ожижение 4,0 МПа, Природный газ принимается в виде чистого метана. Значение недорекуперации на теплом конце теплообменников принято равным 5К.
В соответствии с методикой расчета приведенной в работе [20].
1.Определяем материальные потоки выходящие из водяного холодильника
L-количество конденсата
mi-количество i-го компонента в смеси
li-доля компонента в конденсата
Ki- константы фазового равновесия
Ki при давлении P=3.0 МПа и температуре Т=303 К будет равной КСН4=5,4 КС2H4=1.8 KC3H8=0.4
При Р=3,0 МПа принимаем mCH4=0.36моль; mc2h4=0.12моль; mC3H8 =0.5моль;mN2=0.02моль
Принимаем 
0.4 моль
Принимаем
=0.3 моль
Действительное значение L определяем по зависимости
Проверочный расчет
Принимаем
моль
Окончательное значение L принимаем равным 0.3353 моль.
Рассчитываем концентрацию каждого компонента
Определяем количество остаточного газа, поступающего в следующий теплообменник
Концентрация компонентов в газовой смеси остаточного газа
Определяем массу каждого компонента в остаточном газе и конденсате
2.Определяем материальные потоки выходящие из теплообменника ТО1
Ki при давлении P=3.0 МПа и температуре Т=238 К будет равной КСН4=2,6 КС2H4=0,65 KC3H8=0,067
mCH4=0.32934 моль; mc2h4=0.09381моль; mC3H8 =0.22157моль;mN2=0.02моль
Принимаем 0.4 моль
Окончательное значение L принимаем равным 0.39672 моль.
Рассчитываем концентрацию каждого компонента
Определяем количество остаточного газа, поступающего в следующий теплообменник
Концентрация компонентов в газовой смеси остаточного газа
Определяем массу каждого компонента в остаточном газе и конденсате
3.Определяем материальные потоки выходящие из теплообменника ТО2
Ki при давлении P=3.0 МПа и температуре Т=178 К будет равной КСН4=0,8 КС2H4=0,09 KC3H8=0
mCH4=0.2098 моль; mc2h4=0.02861моль; mC3H8 =0.00959моль;mN2=0.02моль
Принимаем 0.18 моль
Окончательное значение L принимаем равным 0.18302 моль.
Рассчитываем концентрацию каждого компонента
Определяем количество остаточного газа, поступающего в следующий теплообменник
Концентрация компонентов в газовой смеси остаточного газа
Определяем массу каждого компонента в остаточном газе и конденсате
4.Определяем материальные потоки выходящие из теплообменника ТО3
Ki при давлении P=3.0 МПа и температуре Т=120 К будет равной КСН4=0,1 КС2H4=0 KC3H8=0 KN2=0.75
mCH4=0.06364 моль; mc2h4=0.00134моль; mC3H8 =0 моль;mN2=0.02моль
Принимаем 
0.08498 моль
Рассчитываем концентрацию каждого компонента
Определяем массу каждого компонента в остаточном газе
5.Расчет теплообменника ТО1
Количество теплоты, отнимаемое при охлажденнии1 кг ПГ в теплообменнике ТО1
Количество теплоты, отнимаемое в теплообменнике ТО1 от жидкой смеси при охлаждении
СР-теплоемкость
Количество теплоты, отнимаемое при конденсации и охлаждении газовой фазы в теплообменнике, выходящей из отделителя жидкости
Тепловая нагрузка при кипении смеси состава
Тепловая нагрузка по обратному потоку, проходящему через теплообменник
Холодопроизводительность, которую можно использовать в теплообменнике ТО1 для охлаждения ПГ
Количество ожижаемого ПГ, которое можно охладить в теплообменнике ТО1 с 300К до 238К
6.Расчет теплообменника ТО2
Количество теплоты, отнимаемое при охлажденнии1 кг ПГ в теплообменнике ТО2
Количество теплоты, отнимаемое в теплообменнике ТО2 от жидкой смеси при охлаждении
СР-теплоемкость
Количество теплоты, отнимаемое при конденсации и охлаждении газовой фазы в теплообменнике, выходящей из отделителя жидкости
Тепловая нагрузка при кипении смеси состава
Тепловая нагрузка по обратному потоку, проходящему через теплообменник
Холодопроизводительность, которую можно использовать в теплообменнике ТО2 для охлаждения ПГ
Количество ожижаемого ПГ, которое можно охладить в теплообменнике ТО2 с 238К до 178К
7.Расчет теплообменника ТО3
Количество теплоты, отнимаемое при охлажденнии1 кг ПГ в теплообменнике ТО3
Количество теплоты, отнимаемое в теплообменнике ТО1 от жидкой смеси при охлаждении
СР-теплоемкость
Количество теплоты, отнимаемое при конденсации и охлаждении газовой фазы в теплообменнике, выходящей из отделителя жидкости
Тепловая нагрузка при кипении смеси состава
Тепловая нагрузка по обратному потоку, проходящему через теплообменник
Холодопроизводительность, которую можно использовать в теплообменнике ТО3 для охлаждения ПГ
Количество ожижаемого ПГ, которое можно охладить в теплообменнике ТО3 с 178К до 120К
8.Расчет теплообменника ТО4
Количество теплоты, отнимаемое в теплообменнике ТО4 от жидкой смеси при охлаждении
СР-теплоемкость
Тепловая нагрузка при кипении смеси состава
Холодопроизводительность, которую можно использовать в теплообменнике ТО4 для охлаждения ПГ
Количество ожижаемого ПГ, которое можно охладить в теплообменнике ТО1 с 120К до 100К
Сводные данные по расчету теплообменников ТО1- ТО4 ожижителя ПГ.
|
Определяемая величина |
Расчетное уравнение |
Рассчитанная величина |
Размерность |
|
Теплообменник ТО1 |
|||
|
|
|
|
кДж/кг
|
|
Теплообменник ТО2 |
|||
|
|
|
|
кДж/кг
|
|
Теплообменник ТО3 |
|||
|
|
|
|
кДж/кг
|
|
Теплообменник ТО4 |
|||
|
|
|
|
кДж/кг
|
Массовая доля каждого из компонентов смеси
Молярная масса смеси
Количество газовой смеси, циркулирующей в цикле
В связи с тем, что количество ПГ, проходящего через каждый
из теплообменников ТО1-ТО4,должно быть одно и тоже. В данном случае 
Удельные затраты энергии на ожижение 1кг метана
Посчитаем данную установку, если давление ПГ подаваемого на ожижение будет равно 3,0 МПа
Теплообменник ТО1
Теплообменник ТО2
Теплообменник ТО3
Теплообменник ТО4
Количество газовой смеси, циркулирующей в цикле
Удельные затраты энергии на ожижение 1кг метана
Посчитаем данную установку, если давление ПГ подаваемого на ожижение будет равно 5,0 МПа
Теплообменник ТО1
Теплообменник ТО2
Теплообменник ТО3
Теплообменник ТО4
Количество газовой смеси, циркулирующей в цикле
Удельные затраты энергии на ожижение 1кг метана
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
