答:膨脹機的制冷量是根據整個空分設備對冷量的需求量來確定的。在裝置的啟動階段,為了使裝置盡快冷卻和積累液體,往往采用多開一臺膨脹機,增大膨脹空氣量,以增加總制冷量。
裝置在正常運轉時,制冷量主要是平衡裝置的冷量損失和生產少量液態產品所需的冷量。一般來說,按設計工況開一臺膨脹機就能滿足要求。當開一臺膨脹機不能維持正常液面時,一定是有內部泄漏等非正常的冷量損失。這時,光靠增開膨脹機來增大制冷量并不能解決根本問題。而是應該首先找出冷損增大的原因。
如果想增加液態產品的產量而在正常生產時多開一臺膨脹機,單從冷量平衡的角度是可以的,但是過多的膨脹空氣進上塔,將會破壞上塔的精餾工況,降低氧的提取率。同時,多取液體還會影響塔內換熱器的工況及精餾塔的回流比等,所以也是受到限制的。
需要說明的是,膨脹機的制冷量不僅與膨脹量有關,還與膨脹機進、出口的參數有關。也可能出現開兩臺膨脹機的總制冷量不如一臺膨脹機滿負荷運轉時來得大的情況。例如,一臺膨脹量為2700m3/h的膨脹機,在機前參數為:=0.55MPa,T1=123K;機后參數為:=0.125MPa,T1=85K的狀態下運轉,則單位制冷量為
△h=h1-h2=8270(kJ/kmol)-7264(kJ/km01)=1006kJ/kmol,總制冷量為
Q=Vp/22.4(h1-h2)=2700m3/h/22.4 m3/ kmolx1006kJ/kmol=121260KJ/h=33.68KW
如果兩臺膨脹機同時運轉,由于采用機前節流,總膨脹量為3500m3/h,機前參數為:=0.50MPa,T1=113K;機后參數為:=0.125MPa,T1=83K的狀態下運轉,則單位制冷量為△h =h1-h2=7955(kJ/kmol)-7200(kJ/kmol)=755kJ/kmol,總制冷量為
Q=Vp/22.4(h1-h2)=3500m3/h/22.4m3/ kmolx755 kJ/kmol=117970 KJ/h=32.8 KW
由此可見,在這種情況下還不如停一臺膨脹機,既可減小膨脹量對精餾工況的影響,又可使切換式換熱器在正常工況下工作,防止冷端過冷或膨脹機后溫度過低。