Thiết bị giải nén EXPANDER

34 11 0
  • Loading ...
1/34 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 14/04/2018, 17:12

GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh DANH SÁCH NHĨM NƠNG NGỌC GIAO 60400660 NGUYỄN VĂN ĐÁO 60400506 LÊ MINH TUẤN 60503303 HỒNG MẠNH LƯƠNG 60501599 NGUYỄN TẤN THƠNG 60602380 NGUYỄN MINH THƠNG 60602379 PHAN THỊ MINH PHÚC 60701838 SVTH: Nhóm GVHD: ThS.Trịnh Hoài Thanh MỤC LỤC LÝ THUYẾT…………………………………………………… 1.1 Giới thiệu……………………………………………………… 1.2 Cơ sơ lý thuyết………………………………………………… ỨNG DỤNG…………………………………………………… 2.1 Ứng dụng 1……………………………………………………….7 2.2 Ứng dụng 2………………………………………………………15 VÍ DỤ………………………………………………………… 17 3.1 Mô PRO/II………………………………………… 18 3.2 Chạy phần mơ phỏng…………………………………… 22 3.3 Kết luận………………………………………………………….34 SVTH: Nhóm GVHD: ThS.Trịnh Hoài Thanh LÝ THUYẾT 1.1 Giới thiệu Thiết bị giải nén EXPANDER thiết bị sử dụng cơng nghệ hóa học với mục đích làm giảm áp suất làm tăng thể tích lưu chất Các q trình thường thực nhiệt độ thấp Vì vây, ln đóng vai trò nguồn lạnh quy trình sản xuất Ý tưởng phát minh EXPANDER kỹ sư người Đức, Carl Wilhelm Siemens đưa vào năm 1857 Nhưng gần ba thập kỷ sau, Ernest Solvay, kỹ sư người Bỉ chế tạo Tuy nhiên, thiết bị hoạt động vấn đề nhiệt độ Nhiệt độ thấp (dưới -90oC) làm cho dầu bơi trơn bị đóng rắn, khồng thể thực nhiệm vụ Nhưng cuối đến năm 1902, Georges Claude, kỹ sư người Pháp thành cơng khắc phục khó khăn cách dùng vải làm piston chế tạo thiết bị giải nén khơng khí lỏng Năm 1934- 1935, Guido Zerkowitz, kỹ sư người Ý sáng chế EXPANDER chạy turbin 1.2 Cơ sở lý thuyết Cũng COMPRESSOR , trình thiết bị EXPANDER trình đẳng entropi bậc đơn PRO/II tính tốn q trình dựa tảng phương trình trạng thái Soave-Redlich-Kwong - Phương trình trạng thái Soave-Redlich-Kwong Năm 1949, phương trình trạng thái Redlich-Kwong đời dựa phương trình Van der Waals, xem ưu việt lĩnh vực Tuy nhiên, ứng dụng với thể lỏng khơng thể tính tốn xác cân lỏng – SVTH: Nhóm GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh Ngồi ra, phương trình Redlich-Kwong tính tốn xác cho thể khí với điều kiện tỷ lê áp suất áp suất tới hạn phải nhỏ ½ tỷ lệ nhiệt độ nhiệt độ tới hạn: Năm 1972, Soave sửa đổi lại phương trình Redlich-Kwong để xác phân tử khác SVTH: Nhóm 4 GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh Tuy nhiên, thực tế ta tính tốn chúng dựa giản đồ Mollier Hình 1.1 giản đồ Mollier Quá trình   mơ tả q trình diễn EXPANDER Từ nhiệt độ áp suất dòng vào, ta xác định điểm Vì  trình đẳng entropy,  trình đẳng áp, nên điểm 1, phải nằm đường đẳng entropy, 2, nằm đường đẳng áp Vì vậy, cần ta cho trước áp suất sau giải nén xác định điểm Tra giản đồ sử dụng cơng thức thích hợp, ta xác định enthalpy điểm 1, Biến thiên enthalpy trình 12 hiệu suất đoạn nhiệt γad 100%: ∆Had = H2 – H1 Khi hiệu suất đoạn nhiệt γad bé 100%, biến thiên enthalpy thực tế là: SVTH: Nhóm GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh ∆Hac = ∆Had * γad Enthalpy thật dòng là: H3 = H1 + ∆Hac Điểm giản đồ đại diện cho trạng thái dòng Cơng suất EXPANDER tính theo cơng thức: Ws = (H2 – H1) * J = ∆Had * J Với J lượng cân hóa học Cơng suất EXPANDER theo đơn vị hP: GHPad = ∆Had * 778 * F / 3300 GHPac = ∆Hac * 778 * F / 3300 = GHPad * γad HEADad = ∆Had * 778 Với: GHP: Công suất, hP ∆H: biến thiên enthalpy, BTU/lb F: lưu lượng khối lượng, lb/phut SVTH: Nhóm GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh ỨNG DỤNG 1) Ứng dụng 1: Xác định thông số dòng cơng suất EXPANDER với thơng số dòng vào sau: Lưu lượng dòng vào: 1m3/s Nhiệt độ dòng vào: 100 F Áp suất dòng vào: 600 psia Thành phần: Ethane: 50% Propane: 50% Sơ đồ: Áp suất sau giải nén 100 psia Hiệu suất đoạn nhiệt: 100% Các bước thực hiện: - Chọn hệ đơn vị: Menu  Input  Units of Measure SVTH: Nhóm GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh - Xác định thành phần cấu tử dòng vào: Menu  Input  Component Selection - Lựa chọn phương trình nhiệt động thích hợp: Menu  Input  Thermodynamic Data Chọn Soave – Redlich - Kwong SVTH: Nhóm GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh - Thơng số dòng vào - Thơng số EXPANDER - Click nút Run  chuyển từ màu xanh nhạt sang xanh dương đậm - Click nút Generate Report: SVTH: Nhóm GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh SVTH: Nhóm 10 GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh  Chọn phương trình nhiệt động thích hợp: - Click vào biểu tượng biểu đồ pha viền đỏ cơng cụ để chọn mơ hình nhiệt động thích hợp - Click Add để chọn phương pháp SRK01 (Soave-Redlich-Kwong) cho hệ Nhấn OK  Xác định trạng thái, thành phần dòng, xác định liệu thiết bị: - Dòng S1, thiết bị F1, V1 EX1 viền đỏ  yêu cầu nhập liệu vào - Dòng S1: SVTH: Nhóm 20 GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh Double click dòng S1 hiển thị bảng Stream Data Ở mục Description  FEED Click chọn Flowrate and Composition  chọn Total Fluit Flowrate  nhập vào giá trị Nhưng đơn vị la m3/s nên ta phải click UOM  bảng Convert Unit of Measure  chọn Vap Vol  M3  SEC  nhấn Change Units Nhập thành phần cấu tử cho dòng S1 Vào mục Thermal Condition  First Specification  Temperature  nhập giá trị -84 Tiếp tục Second Specification  Pressure  nhập giá trị 587.7 Nhấn OK - Thiết bị F1 Double click F1  nhập tên SEPARATOR SVTH: Nhóm 21 GVHD: ThS.Trịnh Hoài Thanh Lưu ý: liệu ô Pressure Drop viền xanh  không yêu cầu nhập PRO/II mặc định thông số Click vào Unit Specification  chọn Duty Ở đây, giá trị mặc định Quan sát thấy không vùng viền đỏ, nhấn OK - Thiết bị V1: Double Click vào V1  nhập tên VALVE Chọn Outlet Pressure từ mục Operating Parameter  nhập giá trị 125  OK - Thiết bị EX1 Double click vào EX1  nhập tên EXPANDER Chọn Outlet Pressure từ mục Pressure and Work Specifications  nhập giá trị 125 Thay giá trị mặc định Adiabatic Efficiency 100% thành 80%  OK -Bây khơng biểu tượng viền đỏ Nhấn SAVE AS để lưu lại q trình làm 3.2 Chạy phần mềm mơ - Click vào biểu tượng RUN ToolBar - Sau vài giây, ta thu kết quả: Nếu thành công, toàn dây chuyền chuyển từ màu xanh nhạt  xanh dương đậm Ngược lại, chuyển thành màu đỏ - Xem kết mô phỏng: Click vào biểu tượng Generate Report ToolBar, kết mô tự động xuất cửa sổ Programmer’s File Editor sau: SVTH: Nhóm 22 GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh SVTH: Nhóm 23 GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh SVTH: Nhóm 24 GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh SVTH: Nhóm 25 GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh SVTH: Nhóm 26 GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh SVTH: Nhóm 27 GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh SVTH: Nhóm 28 GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh SVTH: Nhóm 29 GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh SVTH: Nhóm 30 GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh SVTH: Nhóm 31 GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh SVTH: Nhóm 32 GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh SVTH: Nhóm 33 GVHD: ThS.Trịnh Hồi Thanh 3.3 Kết quả: PAGE-6 cho kết quả: Dòng Nhiệt độ (F) Áp suất (PSIA) N2 METHANE ETHANE PROPANE IBUTANE Thành BUTANE phần IPENTANE PENTANE (lb.mol HEXANE /sec) HEPTANE Tổng S1 -84 587.7 0.0589 0.5438 0.0572 0.0424 7.37E-03 0.0182 5.14E-03 6.10E-03 3.13E-03 2.31E-03 0.7445 S2 -84 587.7 0.0552 0.4280 0.0159 3.14E-03 1.84E-04 2.96E-04 2.54E-05 2.57E-05 2.56E-06 4.7E-07 0.5052 S3 -84 587.7 3.67E-03 0.1159 0.0413 0.0392 7.19E-03 0.0179 5.11E-03 6.08E-03 3.12E-03 2.31E-03 0.2393 S4 -179.94 125 0.0552 0.4280 0.0159 3.14E-03 1.84E-04 2.96E-04 2.54E-05 2.57E-05 2.56E-06 4.7E-07 0.5.52 S5 -136.29 125 3.67E-03 0.1159 0.0413 0.0392 7.19E-03 0.0179 5.11E-03 6.08E-03 3.12E-03 2.31E-03 0.2393 PAGE P-5 cho ta kết hoạt động EXPANDER: Nhiệt độ (F) Áp suất (PSIA) Hiệu suất đoạn nhiệt (%) Công suất lý thut (HP) Cơng suất thực tế (HP) SVTH: Nhóm Dòng vào -84.00 587.70 Q trình đẳng entropy -185.96 125.00 80 539.46 431.57 Dòng -179.39 125.00 34 ... Dòng vào Sau q trình đẳng Dòng (điểm 1) 100 60 0 0 .61 32 41 .3708 entropy (điểm 2) 1 .63 100 0 .47 37 41 .3 748 54. 83 54. 83 (điểm 3) 1 .63 100 0 .47 37 41 .3 748 Ta nhận thấy điểm có trạng thái hiệu suất... lý thuyết, hP Công suất thực tế, hP SVTH: Nhóm Dòng vào Sau q trình đẳng Dòng (điểm 1) 100 60 0 0 .61 32 41 .3708 entropy (điểm 2) 1 .63 100 0 .47 37 41 .3 748 54. 83 43 .87 (điểm 3) 2.11 100 0.50 16 41 .5512... hợp khí ban đầu: Cấu tử N2 %mol 7.91 Cấu tử n-C4H10 %mol 2 .44 CH4 73.05 i-C5H12 0 .69 C2H6 7 .68 n-C5H12 0.82 C3H8 5 .69 C6H 14 0 .42 i-C4H10 Sơ đồ: 0.99 C7H18 0.31 Hãy xác định thành phần, nhiệt độ
- Xem thêm -

Xem thêm: Thiết bị giải nén EXPANDER, Thiết bị giải nén EXPANDER

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay