[发明专利]一种基于制冷量分析的低温液体膨胀机节能效益计算方法

说明书

一种基于制冷量分析的低温液体膨胀机节能效益计算方法，首先获取液体膨胀机的进出口压力和温度，计算液体膨胀机的单位制冷量，然后获取气体膨胀机的进出口压力和温度，计算气体膨胀机的单位制冷量，基于空分装置中增设液体膨胀机前后制冷量不变的原则，计算不使用液体膨胀机时气体膨胀机需要增加的空气处理量，进而得到增压机应增加的压缩空气量，据此计算得到增压机所消耗的额外功率，并考虑液体膨胀机回收节流压力头而输出的功率，实现了对空分装置增设液体膨胀机后所产生的综合节能效益的计算。本发明为空分装置增设液体膨胀机后的节能效益分析提供了一种简便的方法，对促进大型工业空分技术进步和空分装置节能降耗重大意义。

技术领域

本发明涉及高耗能工业低温空分领域，涉及利用低温液体膨胀机降低空分装置能耗的技术，特别是涉及一种基于制冷量分析的低温液体膨胀机节能效益计算方法。

背景技术

大型工业空分装置普遍使用先进的内压缩空分流程，在内压缩空分流程中从主换热器排出的液空为低温高压介质，通常高达数十个大气压，需要进行节流降压，然后进入下塔精馏流程。这一节流过程通常采用高压节流阀来完成，使得节流能量白白耗散在低温系统中，会导致低温系统温升并诱发空化，严重影响着精馏塔气体提取率和空分装置能效及稳定运行。利用液体膨胀机替代高压节流阀节流降压，不仅可以满足空分流程的降压要求，还能产生低温制冷效应而带来显著的综合节能效益。

在空分装置中使用液体膨胀机对高压液空降压的同时，液体膨胀机将节流压力头转化成轴功向外输出使得低温系统温度下降，此低温制冷效益将部分补充气体膨胀机的制冷量。因此，可以减少给气体膨胀机提供压缩气体的其上游压缩机和增压机的气体流量，进而降低空分装置的功耗。再者，除了低温制冷效益之外，液体膨胀机还将高压介质的节流压力头转换成轴功输出(用于驱动发电机发电或驱动其它动力机械)，产生更多节能效益。显然，合理地计算液体膨胀机这两方面的效益对液体膨胀机技术的应用推广意义重大。本发明涉及一种基于制冷量分析的液体膨胀机节能效益快速计算方法，而目前国内外并未发现基于制冷量分析的液体膨胀机节能效益评价方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于制冷量分析的低温液体膨胀机节能效益计算方法，通过分析液体膨胀机所产生的制冷量和输出的轴功率，获得空分装置增设液体膨胀机后而带来的综合节能效益计算方法。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种基于制冷量分析的低温液体膨胀机节能效益计算方法，包括以下步骤,

步骤一，获取空分装置中液体膨胀机的进口温度T_l1，进口压力P_l1，出口温度T_l2以及出口压力P_l2；然后查出液体膨胀机的进口比焓h_l1和出口比焓h_l2,求出液体膨胀机的单位制冷量q_l；

步骤二，获取空分装置中气体膨胀机的进口温度T_g1，进口压力P_g1，出口温度T_g2，出口压力P_g2；然后查出气体膨胀机的进口比焓h_g1和出口比焓h_g2,求出气体膨胀机的单位制冷量q_g；

步骤三，假设空分装置中增设液体膨胀机前后的制冷量相同，在不使用液体膨胀机的情况，液体膨胀机产生的制冷量由气体膨胀机提供，将这部分制冷量折算成气体膨胀机气体处理量Q_g；

步骤四，获取增压机的进口温度T_c1，进口压力P_c1，中抽温度T_c2，中抽压力P_c2；然后查出液体膨胀机的进口比焓h_c1和中抽比焓h_c2,求出空气由增压机进口状态到中抽状态的单位压缩功耗w_c；