丙烷制冷系统
AspenHysys丙烷制冷循环
目的和背景
目的
本文旨在介绍AspenHysys软件在丙烷制冷循环中的应用，通过模拟和分析不同工况下的制冷性能，为实际制冷 系统的设计和优化提供参考。
背景
随着制冷技术的不断发展，制冷系统在工业、商业和家庭等领域的应用越来越广泛。如何提高制冷效率、降低能 耗和减少对环境的影响，是当前制冷技术领域研究的热点问题。AspenHysys软件作为一种先进的模拟工具，为 解决这些问题提供了有力支持。
系统优化的高级软件，广泛应用于化 工、石油和天然气等行业。它提供了 强大的计算引擎和丰富的模型库，能 够精确模拟各种复杂的工艺流程和系 统。
参考文献
参考文献
• - AspenHysys在丙烷制冷循环优化中的作 用
• AspenHysys可以通过模拟和优化工具， 帮助用户找到丙烷制冷循环的最佳操作条 件。通过调整循环参数，如制冷剂流量、 蒸发温度和冷凝压力等，AspenHysys可 以找到能效最高、成本最低的优化方案。
探索AspenHysys与其他制冷技术的集成方案，以提高系统整体能效 和减排效果。
深入研究AspenHysys丙烷制冷循环的动态特性和控制策略，以满足 复杂多变的制冷需求。
加强与实际应用的结合，开展AspenHysys丙烷制冷循环的示范项目 ，推动其商业化进程。
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参考文献
参考文献
• - AspenHysys软件介绍 • AspenHysys是一款用于流程模拟和
• - AspenHysys在丙烷制冷循环中的局限性
THANKS
感谢观看
根据模拟结果，提出优化建议，如改 进冷凝器结构、调整压缩机转速等， 以提高制冷循环的效率和降低能耗。
能耗分析
计算制冷循环的能耗，包括压缩机的 能耗、冷凝器的能耗、蒸发器的能耗 等。
丙烷制冷成套设备
一、基本结构和工作原理通常所称的螺杆压缩机即指双螺杆压缩机。
螺杆压缩机的基本结构：在压缩机的机体中，平行地配置着一对相互啮合的螺旋形转子。
通常把节圆外具有凸齿的转子，称为阳转子或阳螺杆。
把节圆内具有凹齿的转子，称为阴转子或阴转子。
一般阳转子与原动机连接，由阳转子带动阴转子转动。
转子的长度和直径决定压缩机排气量（流量）和排气压力，转子越长，压力越高；转子直径越大，流量越大。
螺旋转子凹槽经过吸气口时充满气体。
当转子旋转时，转子凹槽被机壳壁封闭，形成压缩腔室，当转子凹槽封闭后，润滑油被喷入压缩腔室，起密封。
冷却和润滑作用。
当转子旋转压缩润滑剂+气体（简称油气混合物）时，压缩腔室容积减小，向排气口压缩油气混合物。
当压缩腔室经过排气口时，油气混合物从压缩机排出，完成一个吸气——压缩——排气过程。
在压缩机机体的两端，分别开设一定形状和大小的孔口。
一个供吸气用，称为进气口；另一个供排气用，称作排气口。
工作原理：螺杆压缩机的工作循环可分为进气，压缩和排气三个过程。
随着转子旋转，每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。
1、进气过程：转子转动时，阴阳转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时，其空间最大，此时转子齿沟空间与进气口的相通，因在排气时齿沟的气体被完全排出，排气完成时，齿沟处于真空状态，当转至进气口时，外界气体即被吸入，沿轴向进入阴阳转子的齿沟内。
当气体充满了整个齿沟时，转子进气侧端面转离机壳进气口，在齿沟的气体即被封闭。
2、压缩过程：阴阳转子在吸气结束时，其阴阳转子齿尖会与机壳封闭，此时气体在齿沟内不再外流。
其啮合面逐渐向排气端移动。
啮合面与排气口之间的齿沟空间渐渐件小，齿沟内的气体被压缩压力提高。
3、排气过程：当转子的啮合端面转到与机壳排气口相通时，被压缩的气体开始排出，直至齿尖与齿沟的啮合面移至排气端面，此时阴阳转子的啮合面与机壳排气口的齿沟空间为0，即完成排气过程，在此同时转子的啮合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到最长，进气过程又再进行。
天然气处理中丙烷制冷工艺的探讨
天然气处理中丙烷制冷工艺的探讨李 光1,胡艳花1,李长河1,陈 刚2(1.中原油田勘察设计研究院;2.中原油田天然气处理厂) 摘 要:通过研究丙烷一级制冷与二级制冷的差别,探讨丙烷制冷在天然气处理工业中的应用。
关键词:天然气处理;丙烷;制冷 随着科技的进步,社会的发展,石油作为一种不可再生的资源,储量日益减少。
而天然气作为一种新兴的绿色能源,无论是勘探开发,还是应用,发展的如火如荼,日益广泛影响着人们的生活。
天然气的主要组分为CH4、C2H6、C3H8、C4H10、以及C5H12+,其中CH4是天然气中最主要组分,一般含量在85～95%之间,C2H6、C3H8等重组分含量在5～15%之间;CH4目前主要作为城市燃气使用,而C2H6、C3H8、C4H10等组分都是重要的有机化工原料,市场价格也远远高于CH4,如果不将该组分从天然气中分离出来,只能作为燃料气白白烧掉,造成资源浪费,因此天然气处理就是将C2H6、C3H8、C4H10等重组分从天然气中分离出来,以提高经济效益。
天然气处理通常采用低温分离工艺,尤其是分离C2H6、C3H8组分,一般采用膨胀制冷+辅助制冷的工艺,辅助制冷分为氨制冷与丙烷制冷两种方式。
氨制冷适用于原料气冷却温度为-30℃以上工况,丙烷制冷适用于原料气冷却温度为-40℃以上工况,天然气处理工业丙烷制冷应用较为广泛,本文主要讨论丙烷制冷的工艺。
丙烷制冷工艺主要分为一级制冷与二级制冷两种工艺,两种工艺各具特点,适用情况也不相同,本文通过某天然气处理厂的丙烷制冷系统进行分析研究,探讨两种制冷工艺的区别。
该丙烷系统低温冷却温度为-38.25℃,冷却负荷为900KW,一级制冷与二级制冷系统工艺流程如下图所示。
丙烷压缩机一级制冷工艺流程如下所述,丙烷储罐内的丙烷经过节流,压力降至120KPa,温度降为-38.25℃,经换冷器换冷后,丙烷进入缓冲罐后,取得较好的检修效果。
4.2 应注意的问题4.2.1 一体化状态检修是一种动态检修,其产生的效益是显著的,但是在具体实施中需要主管负责人承担一定的风险,需要各级设备管理人员付出更大的工作精力。
某天然气处理厂丙烷制冷系统能耗研究与分析
某天然气处理厂丙烷制冷系统能耗研究与分析摘要：天然气处理工艺中对原料天然气的脱油脱烃脱水处理是很有必要的。
天然气具有反凝析的特点，随着压力、温度的变化会析出液体，因而导致产品天然气水露点及烃露点不合格。
在脱烃脱水技术工艺进行天然气处理过程中，丙烷则就充当了制冷剂，起到制冷降温的作用，进而析出液烃和除水，如果MR系统使用不当，可能会引起能耗过高等问题。
本文针对MR系统存在的问题作了原因分析，并提出了丙烷制冷系统节能降耗的改造方案，对改造前后的效果进行了对比评价。
关键词：丙烷压缩机；节能改造；效果评价一、丙烷制冷系统（MR）概述目前，某天然气处理厂用的丙烷制冷机组[1]-[3]采用的工艺流程为丙烷蒸发器中的气态丙烷由丙烷压缩机进行压缩，在压缩机出口油分离器中分离出机油后，去水冷冷凝器冷凝成液态丙烷，冷凝后高压液态丙烷经节流膨胀后进入经济器。
经济器中的气态丙烷返回压缩机中段进一步进行压缩；液态丙烷经过控制蒸发器液位的调节阀进入蒸发器，气化变成气态丙烷，吸收天然气的热量；丙烷在制冷系统内部如此反复循环，不断吸收天然气的热量，从而达到制冷的目的。
其中丙烷压缩机是丙烷压缩制冷系统的主要能耗设备。
如果忽略管线和静设备压降，压缩制冷循环在压焓图上如图1所示。
1-2线段表示气态冷剂在压缩机中的压缩过程，近似地沿等熵线进行；2-2′-3′-3线段表示冷剂在冷凝器中的冷凝过程，为等压过程；3-4线段表示冷剂节流膨胀过程，为等焓过程；4-1线段表示冷剂在蒸发器中的蒸发过程，为等压过程[4]。
图1丙烷压缩制冷循环流程及压焓图二、丙烷制冷系统高电耗根因分析（一）电机选型过大，负载过低、电耗过高1.电机选型过大该天然气处理厂应用的丙烷压缩机电机选用1600kW的大功率电机，单套系统制冷能力5400kw，压缩机在正常工作中能量负载只能达到5%-15%，存在“大马拉小车”现象。
2.电机负载低压缩机在低负荷运转时，轴功率将增大，耗电量增加。
丙烷脱氢复迭制冷的原理
丙烷脱氢复迭制冷的原理丙烷脱氢复迭制冷的原理主要包括丙烷脱氢反应和复迭制冷技术两部分。
丙烷脱氢反应是一种化学反应，指在催化剂的作用下，丙烷中的氢原子被分离出来，生成丙烯和氢气。
这个反应会放出大量的热，因此需要有效的冷却系统来控制反应温度，保证反应的顺利进行。
复迭制冷技术则是利用不同的制冷剂在制冷循环中蒸发和冷凝的过程，实现不同温度级别的制冷。
通过多个制冷循环的叠加，可以获得更低的制冷温度。
在丙烷脱氢反应产物复迭制冷分离系统中，复迭制冷循环单元提供不同级别的冷量需求以及相应热量需求，使得多级冷却闪蒸分离单元能够实现反应产物的分级冷却分离。
同时，液体产品加压输送单元将多级冷却闪蒸分离单元得到的液体产品汇聚、闪蒸并加压输送，从而实现反应产物的有效分离。
这种系统通过各单元间的耦合，实现了反应产物的分离工艺要求，反应进料完全气化以及冷量充分利用，流程简单，单位产品能耗低，反应产
物回收率高，产品纯度高，可快速开停车，增强了装置对不同工况和产品规模的适应性。
丙烷制冷系统
更换滤芯，确保系统运行正常。油过滤器前后的压力由压 差计测定，并设置报警等安全措施。
“闻油而动、吨油必争”
开发事业部轮南作业区 -13-
经济器
项目 数量 制造厂 管侧设计压力 壳侧设计压力 尺寸
经济器 1 YORK 中国/OEM 2.5Mpa 2.5Mpa
备注 管程材质为20#碳钢，壳体材质 16MnR
“闻油而动、吨油必争”
开发事业部轮南作业区 -11-
油分离器
项目 效果 数量 设计压力
材质
5ppm 1台 2.5Mpa
16MnR
油分离器
备注
三级油分离器，配有三个视油 镜，油分离器中的积聚式滤芯 为Frick制造(美国)，5个。
3个1000W油加热器在压缩机停机时保证油温低于19℃时自动加热； 优良的油分离效果大大减少了冷冻油进入热交换器，保证了热交换器 的热交换稳定性及机组效率。
2021/7/8
螺杆压缩机基本结构
“闻油而动、吨油必争”
开发事业部轮南作业区 -6-
(a) 吸气过程
2021/7/8
(b) 封闭过程
“闻油而动、吨油必争”
开发事业部轮南作业区 -7-
压缩过程
2021/7/8
排气过程
“闻油而动、吨油必争”
开发事业部轮南作业区 -8-
丙烷制冷系统
启机注意事项
启机前首先进行预润滑，观察油压，必须待油压高 于排压 后方可停止润滑；
启机前，滑阀开度必须小于10%，并处于手动状态；
系统投用注意事项
投用时，丙烷增发器液相调节阀手动设定20%； 观察丙烷蒸发器液位达到20%时，缓慢增加滑阀 开度，同时根据露点情况，逐步增加丙烷系统负 荷； 丙烷系统前期运行时，应避免丙烷压缩机滑阀“
Propane
TEMP 32.8 º C 33.7 º C 34.5 º C 35.4 º C 36.3 º C 37.1 º C 37.9 º C 38.7 º C 39.5 º C 40.3 º C 41.1 º C 41.9 º C 42.7 º C 43.4 º C 44.2 º C 44.9 º C 45.6 º C 46.3 º C 47.0 º C 47.7 º C 48.4 º C 49.1 º C 49.8 º C 50.5 º C 51.1 º C 51.8 º C 52.4 º C 53.1 º C 53.7 º C 54.3 º C 55.0 º C 55.6 º C 56.2 º C 56.8 º C 57.4 º C 58.0 º C 58.6 º C 59.2 º C 59.8 º C 60.3 º C 60.9 º C 61.5 º C 62.0 º C 62.6 º C 63.1 º C 63.7 º C 64.2 º C 64.7 º C 65.3 º C 65.8 º C 66.3 º C 66.9 º C 67.4 º C 67.9 º C 68.4 º C 68.9 º C 69.4 º C 69.9 º C 70.4 º C 70.9 º C TEMP -80.0 º C -75.0 º C -70.0 º C -65.0 º C -60.0 º C -55.0 º C -50.0 º C -45.0 º C -40.0 º C -35.0 º C -30.0 º C -25.0 º C -20.0 º C -15.0 º C -10.0 º C -5.0 º C 0.0 º C 2.0 º C 4.0 º C 6.0 º C 8.0 º C 10.0 º C 12.0 º C 14.0 º C 16.0 º C 18.0 º C 20.0 º C 22.0 º C 24.0 º C 26.0 º C 28.0 º C 30.0 º C 32.0 º C 34.0 º C 36.0 º C 38.0 º C 40.0 º C 42.0 º C 44.0 º C 46.0 º C 48.0 º C 50.0 º C 52.0 º C 54.0 º C 56.0 º C 58.0 º C 60.0 º C 62.0 º C 64.0 º C 66.0 º C 68.0 º C 70.0 º C 72.0 º C 74.0 º C 76.0 º C CONVERSION TABLE TEMPERATURE/PRESSURE PRESS TEMP -88.3 KPa -83.4 KPa -77.0 KPa -68.9 KPa -58.7 KPa -46.2 KPa -30.9 KPa -12.5 KPa 9.6 KPa 35.6 KPa 66.2 KPa 101.7 KPa 142.7 KPa 189.7 KPa 243.2 KPa 303.8 KPa 372.1 KPa 401.6 KPa 432.5 KPa 464.8 KPa 498.5 KPa 533.7 KPa 570.4 KPa 608.6 KPa 648.4 KPa 689.8 KPa 732.9 KPa 777.7 KPa 824.2 KPa 872.5 KPa 922.6 KPa 974.6 KPa 1028.6 KPa 1084.4 KPa 1142.3 KPa 1202.2 KPa 1264.2 KPa 1328.4 KPa 1394.8 KPa 1463.3 KPa 1534.2 KPa 1607.4 KPa 1683.1 KPa 1761.1 KPa 1841.7 KPa 1924.8 KPa 2010.5 KPa 2098.9 KPa 2190.1 KPa 2284.1 KPa 2380.9 KPa 2480.7 KPa 2583.5 KPa 2689.5 KPa 2798.6 KPa PRESS
170626丙烷制冷压缩机组成及控制原理简介(唐明洪)
1100
1800 100 <排压206.9
KPA
KPA ℃ KPA
5
2 5 90
油压差高
油温高 油温低 油分温度低
206.9
80 9.4 9.4
KPA
℃ ℃ ℃
120
5 5 5
油位低
主蒸发器液位高 附蒸发器液位高 电机电流高
开关量
开关量 开关量 41 A
5
5 5 5
电机电流低
否 保护
排气压力 是否满足 显示吸气压力 低保护 是
排气压力≤1800KPa 否 保护 显示低油位 保护
-15KPa≤吸气压力≤1100KPa 否 保护 显示高压差 保护
油箱油位 是否满足 是 启动油泵
平衡压力 是否满足 进出口压差≤340KPa 是
低油温 是否满足 滑油温度≥9.4℃ 是
否 保护
显示低油温 保护
3
流程简图
4
丙烷制冷原 理
丙烷制冷原理：是利用液体丙烷在绝热条件下膨
胀汽化，内能降低，自身温度随之下降而达到对工
艺介质降温的目的。
5
丙烷制冷原 理
丙烷制冷属蒸汽压缩制冷法，它包括四个过程：压缩、 冷凝、膨胀蒸发、制冷。
压缩：是利用丙烷压缩机对丙烷蒸气进行压缩，提高丙
烷蒸气的压力和温度； 冷凝：将压缩后的高温气态丙烷通过风冷式冷却器冷凝 成液态丙烷；
保护 电流≤8A
显示马达 电流低
电机轴承温度？ 电机定子温度？
否
保护
显示电机轴承/ 定子温度高
电机轴承温度≥80℃ 电机定子温度≥120℃ 开始防止 再启动计时 显示 机组运行
谢 谢！
丙烷制冷系统有关问题的探讨
冬 季可 以让 外 输 干气 甩掉 换 热器 而 走 旁通 。 增 加 一列
管式 换 热 器 和一 温控 三通 阀及考 虑 施 工 费用 ， 全 部投 资约为 ３ ０ ￣ １ ０ 人民币， 投资较少 ， 所 以不 失 为解 决丙
改善 。
３ 频 繁 启 停 危 害
w. zh
１ ２ ． ４ ７
（ １ ）夏 季 丙 烷 机 组 的频 繁 启 停 会 造 成 丙 烷 机 组
开 机 率不 足 。有时 一 天停机 次数 达 ６ ～ ７次之 多 。 丙 烷 机 组 的 频繁 启 停会 影 响工 艺运 行 的平稳 性 ， 特 别 是在
石 西作 业 区天 然 气处 理 站设 计 日处 理 量 为 ｌ Ｏ Ｏ ｘ
１ ０ ｍ ３ ， 它采 用丙 烷 制 冷 （ 为 独立 冷冻 循环 系 统， 工 艺 流 程 图及 工 艺参 数 见 图 １ ） 和 气 体节 流 膨胀 制 冷 相 结 合 的 制冷 方 法 ， 可将 天 然 气 深 度 制冷 到一 ７ ０ 。 Ｃ。装 置 自
烷 机 组 开机 率如 表 １ 。 表 １
时间 ０ ６ — ２ ５ － ０ ７ — ２ ５ ０ ７ — ２ ５ ～ ０ ８ — ２ ５ ０ ８ — ２ ５ ～ ０ ９ — ２ ５
丙烷机组开机天数（ ｄ ） １ ５ ． ２ ３
３ ． ５ ８
开 机 率 ）
５ ０ ． ７ ３
组 分 名 称
Ｃ１ Ｃ２ Ｃ３ Ｉ Ｃ４ ＮＣ４ Ｉ Ｃ５ ＮＣ５ Ｃ６ Ｃ７
丙 烷制 冷 系统 运 行 中存 在 问题 做 初步 的探 讨 ， 并 提 出 解 决 问题 的 相应 办 法 。
丙烷制冷的实际能效比
丙烷制冷的实际能效比丙烷制冷的实际能效比分析与探讨一、引言在如今能源紧缺和环境保护的背景下，能效比的概念越来越受到人们的重视。
能效比通常是指使用单位能量所能产生的实际有效输出，对于各种制冷设备尤其重要。
丙烷（C3H8）是一种常见的烃类气体，广泛用于家庭和商业用途的制冷设备中，如冰箱和空调。
了解丙烷制冷的实际能效比有助于我们更好地利用这一制冷技术。
二、丙烷制冷的基本原理1. 丙烷制冷原理丙烷制冷是一种基于蒸发冷却和压缩的制冷技术。
它利用丙烷气体在蒸发过程中吸收热量，将环境中的热量转移到冷却剂上，然后通过压缩使其升温，最终释放热量到环境中。
2. 蒸发和压缩的关系蒸发是丙烷制冷中的关键步骤。
通过降低丙烷的压力，使其在蒸发器中蒸发，吸收环境中的热量。
压缩机将蒸发的丙烷气体压缩，增加其温度和压力，并将其传输到冷凝器中。
在冷凝器中，丙烷气体通过释放热量而冷却，并转变为液体状态。
三、丙烷制冷的实际能效比了解丙烷制冷的实际能效比对于我们正确选择制冷设备和有效使用能源至关重要。
1. 实际能效比的定义实际能效比是制冷设备所能产生的实际制冷量与其所耗能量之比。
在丙烷制冷中，实际能效比一般以制冷量或制冷剂的耗能度量。
2. 影响实际能效比的因素实际能效比受到多种因素的影响，包括气候条件、制冷设备的设计和性能等。
在炎热的环境下，实际能效比可能会下降，因为制冷设备需要更多的能量来保持低温。
制冷设备的设计和性能也会直接影响其能效比。
3. 提高实际能效比的方法提高丙烷制冷的实际能效比是一个复杂的过程，需要从多个方面入手。
选择高效能的制冷设备是关键。
定期清洁和维护制冷设备，以确保其正常运行。
减少制冷需求和合理使用制冷设备也是提高实际能效比的重要手段。
四、丙烷制冷的优势和挑战1. 优势丙烷制冷相比于其他制冷技术具有多个优势。
丙烷是一种清洁能源，不会产生温室气体和有害物质。
丙烷的能效比相对较高，能够提供稳定而高效的制冷效果。
丙烷制冷设备经济实惠，易于维护和操作。
天然气处理厂丙烷制冷系统节能改造
天然气处理厂丙烷制冷系统节能改造摘要：多数天然气处理厂都应用了丙烷制冷系统，但是该系统在运行过程中存在高能耗、低能效等问题。
这一问题主要是由多种因素造成的，例如电机问题、经济器问题都会加大系统能耗。
为了降低系统能耗，应当对系统进行节能改造，科学选择改造方案，从而达到节能的目的。
关键词：天然气；丙烷制冷系统；节能前言：天然气处理厂在人们的生活中发挥着重要作用，但是传统的丙烷制冷系统加大了处理厂的能耗，不仅降低了处理厂的经济效益，也造成了资源浪费。
因此，天然气处理厂应针对系统高能耗的成因对系统进行节能改造，减少资源浪费。
1.丙烷制冷系统概述1.1工艺丙烷制冷系统即丙烷压缩循环制冷单元，主要是由满液蒸发器、压缩机以及蒸发式空冷器共同构成的，可以通过提供冷量的方式降低天然气的温度，将原料天然气的温度降低至-25℃以下，从而通过低温分离的方式实现天然气脱油脱水【1】。
在制冷过程中，压缩机会对丙烷蒸发器处理形成的蒸汽进行压缩，之后将蒸汽输送至油分离器当中，分离蒸汽中的润滑油，再将蒸汽输送至蒸发式冷凝器中，将蒸汽转变为丙烷液体，将液体输送至满液蒸发器的底部，进行冷却处理，最后经过换热形成低压丙烷蒸汽。
1.2运行参数丙烷制冷系统中有两台压缩机，其中一台是主用压缩机，一台是备用压缩机，压缩机的功率都是900kW，转速是2950r/min。
2.影响丙烷制冷系统能耗的因素2.1电机因素丙烷制冷系统能耗较高是由多种因素造成的，其中就包括电机因素。
若天然气处理厂选择的电机存在选型过大、负载过低等问题就会加大系统能耗。
首先，若电机选型过大就会降低压缩机的能量负载，造成“大马拉小车”的问题。
其次，压缩机在低负荷运转过程中，轴功率将会加大，能耗就会加大。
从系统运行情况来看，当压缩机的负载率在70-90%这个范围内时，压缩机的制冷效率最高【2】。
但是，当压缩机的负载率处于10-20%这个范围内时，电机的轴功率就会加大。
此外，若压缩机长期处于低负荷运行状态中将会影响到压缩机的机械性能，继而加大系统能耗。
丙烷制冷系统蒸发器液位调节技术及改进方案
丙烷制冷系统蒸发器液位调节技术及改进方案丙烷制冷系统蒸发器是丙烷制冷循环中的重要组件，负责吸收外部热量并将制冷剂蒸发，从而提供制冷效果。
蒸发器液位的调节对于蒸发器的正常运行和长久稳定性至关重要。
本文将针对丙烷制冷系统蒸发器液位调节技术进行分析，并提出改进方案。
一、传统蒸发器液位调节技术存在的问题传统的丙烷制冷系统蒸发器液位调节技术主要采用浮球阀调节液位的高低。
但是这种技术存在以下问题：1.浮球阀调节精度低：浮球阀的调节范围较窄，只能在一定范围内自动调节蒸发器液位。
当外部条件变化较大时，无法进行及时的调节，导致液位偏离目标值。
2.浮球阀易堵塞：丙烷制冷系统中会存在一定的杂质或沉淀物，这些杂质会造成浮球阀的堵塞，降低调节的效果。
3.蒸发器液位变化缓慢：浮球阀的调节反应时间较长，当液位发生变化时，需要一定时间才能达到新的平衡位置。
二、改进方案针对以上问题，可以通过以下几个方面提出改进方案，来提高丙烷制冷系统蒸发器液位的调节精度和稳定性。
1.采用电动阀门调节：电动阀门可以根据实时测量的液位信号进行自动调节，调节精度高，能够及时响应外部条件的变化。
同时，电动阀门的结构也比较简单，易于维护和清洁，减少堵塞的风险。
2.引入反馈控制机制：在蒸发器液位调节过程中，引入合适的反馈控制机制，可以根据当前的液位与目标值之间的差异，自动调整阀门的开启程度，以达到液位稳定的目标。
常用的反馈控制策略有PID控制和模糊控制等。
3.设计合理的传感器布局：合理布置液位传感器，能够准确测量蒸发器不同位置的液位，并实时反馈给控制系统。
传感器的布局要避免冷凝水的干扰，确保测量的准确性。
4.利用先进的控制算法：利用先进的控制算法，对蒸发器液位进行精确控制。
例如，可以采用模型预测控制算法，根据蒸发器的动态模型，预测液位变化，并根据预测结果进行调节，提高液位控制的精度和响应速度。
5.定期维护和清洁：定期对液位调节系统进行维护和清洁，确保阀门的灵活性和流通性，避免堵塞和漏水的问题，保证系统的长期稳定运行。
丙烷制冷
理解HYSYS中的前-后信息传递
把模拟工况转换成模板
前提
在开始这个模块之前，你首先要知道怎样：
定义流体包
定义物流
操纵工作薄界面
工艺预览
搭接模拟
建立任何模拟的第一步都是定义流体包。下面简明扼要地叙述怎样定义流体包和安装物流。（完整描述，请看前面的模块〈启动模拟〉。）
工况介绍
制冷系统在天然气加工工业和与石油炼制、石油化工、化学工业相关的工艺中是通用的。制冷的目的是气体冷却，以满足烃的露点规定，生产可投入市场的液体。
在这个模块中，要进行丙烷制冷循环模拟的搭接、运行、分析和调控。然后，把完成的模拟转换成模板，以用于连接其它模拟。
学习目的
添加和连接单元操作模块，搭接模拟
深入模拟
练习
在这个厂里，你不能精确测量或计算冷却器负荷。但是，你知道压缩机标定为250 hp，而且现在正在以最大功率的90%和72%的效率运行。
Chiller的气体流率仪表最后校准，你可以确定Chiller负荷。它现在被确定为把Chiller负荷提高到1.5MMBTU/hr。
练习
你当地的丙烷生产厂发给你们厂的是95/5摩尔百分比的丙烷/乙烷混合物。
2.从可应用的单元操作模块列表中选择阀。
3.点击添加按钮。阀属性窗口出现。
4.在连接页上，提供入口和出口连接如下：
图2：
（注：J-T阀连接为 。）
下拉列表，如进料和产品物流，包含能够与该模块相连接的可应用的物流列表。
添加冷却器
在HYSYS中我们用加热器模块模拟丙烷制冷循环中的冷却器模块。冷却器的出口状态为露点。
·按热键F12
单元模块性质窗口打开。
工作薄
丙烷制冷系统培训课件
丙烷制冷系统是一种使用丙烷作为制冷剂的制冷系统。
丙烷制冷系统主要由压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀等部件组成。
压缩机：将丙烷气体压缩成高压气体
冷凝器：将高压气体冷却成液体
膨胀阀：控制制冷剂的流量和压力
蒸发器：将液体制冷剂蒸发成气体，吸收热量
风扇：提供空气流动，帮助制冷剂蒸发
安全检查：对系统进行安全检查，确保无安全隐患存在
润滑油更换：根据设备需要，定期更换润滑油，保证设备良好润滑
清洁保养：保持设备清洁，防止污垢和杂质的积累
压缩机故障：检查压缩机是否正常工作，如有问题需及时更换
制冷剂泄漏：检查制冷剂管道是否有泄漏，如有问题需及时修复
冷凝器故障：检查冷凝器是否正常工作，如有问题需及时清洗或更换
国外市场：欧美国家需求稳定，亚洲市场潜力巨大
发展趋势：绿色环保、节能高效、智能化、小型化是未来发展方向
绿色制冷技术：采用环保制冷剂，降低对环境的影响
节能技术：提高制冷效率，降低能耗
智能化技术：实现制冷系统的智能化控制和监测
新型制冷材料：开发新型制冷材料，提高制冷效果和稳定性
冷热联供技术：实现制冷和供热的联合供应，提高能源利用效率
确定安装位置：选择合适的安装位置，确保通风良好，避免阳光直射
记录调试过程中的数据，以便日后维护和维修
调试完成后，进行制冷效果测试，确保系统正常运行
检查压缩机、冷凝器、蒸发器等部件的工作状态是否正常
调试过程中注意安全，避免触电、烫伤等事故发生
检查制冷系统各部件是否安装正确，确保连接紧密
检查制冷剂充注量是否合适，避免过多或过少
蒸发器故障：检查蒸发器是否正常工作，如有问题需及时清洗或更换
丙烷制冷影响天然气处理工艺分析
丙烷制冷影响天然气处理工艺分析摘要：针对丙烷制冷影响轻烃回收工艺的问题，对丙烷制冷工艺进行简单介绍，通过生产运行的方式，对丙烷制冷系统的影响进行现场生产作业分析，提供实际生产指导。
通过本次研究可以发现，丙烷蒸发后的温度、冷却器后的温度以及经济器后的温度都会对压缩机运行过程中能耗产生重要影响，但是，丙烷蒸发后温度对于压缩机运行的能耗影响较为敏感，冷却器后温度对于压缩机运行的能耗影响最不敏感。
关键词：丙烷压缩机；循环水冷却器；丙烷制冷影响分析所谓的丙烷制冷主要指的是将R290(丙烷)作为制冷剂，对天然气进行低温处理，通过热交换的基本原理，使得天然气在较低温度下进行脱水处理。
丙烷制冷工艺的流程相对较为简单，能耗相对较低，可以满足天然气脱水的基本目的。
但是在使用丙烷制冷工艺的过程中，多种温度因素会对其产生影响，最终影响压缩机的能耗，如果可以对丙烷制冷的影响进行分析，以此找出温度影响强弱的问题，则必然会给现场生产作业提供指导。
丙烷制冷工艺简介在使用丙烷制冷工艺对天然气进行脱水处理的过程中，首先使用低温丙烷将天然气的温度降低，然后将低温状态下的天然气输送到分离器中，将天然气中的凝液脱离出来，然后将丙烷蒸发器中吸热后的丙烷挥发气进入口分离器输送到压缩机组内，对丙烷进行压缩，由于压缩做功产生热量，需输送到出口冷却器后，再进入丙烷储罐，此时丙烷将恢复到液态状态，通过经济器预冷后低温状态，再由调节阀来节流制冷输送到丙烷蒸发器低温液态丙烷，与高温天然气换热气化，这个相对较为简单的流程，即可实现天然气低温产生烃凝液处理以及丙烷的循环使用。
通过对整个工艺进行分析后发现，压缩机是整个工艺过程中能耗设备，丙烷制冷工艺所需要的能耗主要由压缩机所决定，因此，进行丙烷制冷影响因素敏感性分析，就是进行整个过程中压缩机能耗的敏感性分析。
丙烷制冷影响分析通过天然气的流量变化可以发现，天然气流量的逐渐增加，丙烷的消耗量以及压缩机的能耗都在逐渐升高，天然气流量对于丙烷消耗量以及压缩机能耗的影响十分明显，在使用丙烷制冷工艺的过程中，要根据自身的产能对丙烷的用量以及压缩机的数量进行准确的配备。
丙烷制冷系统简述
丙烷制冷系统简述丙烷制冷系统通常用于天然气冷却处理。
利用丙烷气化时的吸热效应产生冷量来冷却天然气。
主要包括丙烷压缩机、丙烷缓冲罐、丙烷吸入罐，丙烷蒸发器和丙烷后冷器。
重要系统组件：螺杆压缩机，油泵，微处理控制盘，高压接受器，空冷式冷凝器，浸没式冷却器，缓冲罐，液态丙烷。
流程描述：丙烷缓冲罐来的液体丙烷（1.15MPa、30℃），经经济器换热后温度降至8℃，再进一步节流降温至0.35MPa、-10℃。
与天然气换热后，丙烷液蒸发为气态丙烷（蒸发温度为-10℃），丙进入丙烷吸入罐。
经吸入罐分离出夹带的液滴后，进入丙烷压缩机压缩至1.2MPa，经丙烷后冷器冷凝成液相丙烷（1.15MPa、30℃）后返回丙烷缓冲罐。
制冷原理：在制冷过程中，获得低温的方法通常是用高压常温的流体进行绝热膨胀来实现的，丙烷压缩制冷法由四个基本过程所组成：压缩→冷凝→膨胀→蒸发。
压缩-外界对工质作功，提高工质的压力和温度；冷凝-气态工质冷却冷凝成液态工质，并在高温下向冷却介质排热；膨胀-高压液态工质在节流阀中通过节流膨胀降压至蒸发压力，由于压力降低，相应的沸点就降低，当液体沸点低于当时温度时，一部分液态工质就要蒸发，从而吸收热量，但由于膨胀过程发生很快，节流阀周围外界来不及供热，这部分热量只好从本身降低内能来供给，所以节流后温度下降了，膨胀成为低温气液混合物；蒸发-低温液态工质进入换热器从制冷对象吸热，同时自身蒸发为气态工质，从而达到制冷的目的。
丙烷吸入罐：作用：分离出气相丙烷中夹带的液滴，防止液击。
注意：丙烷吸入罐液位达到90%时，联锁停机。
丙烷系统统运行时，丙烷吸入罐液位达到80%时，应立即手动停机。
丙烷压缩机：丙烷压缩机为螺杆式，与活塞式相比，特点：重量轻、体积小；无质量惯性力，动平衡性能好；可采用喷油冷却，排温低，单级压比高；无余隙容积，容积效率高。
能量调节控制方式：滑阀，滑块。
两者均为液压系统驱动，滑阀实现压缩机的加载和卸载，滑块来增加或降低压缩机的容积比。
丙烷制冷原理及其天然气处理行业中的应用
丙烷制冷原理及其天然气处理行业中的应用摘要：阐述丙烷制冷装置的工艺流程及其工作原理，并举例说明其在中原油田天然气处理厂装置中的实际应用状况。
关键词：丙烷制冷压缩处理1、前言中原油田天然气处理厂第三气体处理厂日处理伴生气80-120万方，主要工艺流程为低压原料气经加压后除去水分和其它杂质，进入蒸馏塔进行蒸馏，产出相应的产品主要为气态甲烷、液态乙烷、液态丙烷、液态丁烷等。
众所周知天然气组分中C3以上组分含量越大，产量产出越多，收益也就越大，因此最大化的将C3以上组分液化后进行蒸馏是最关键的。
我厂利用膨胀制冷和丙烷辅助制冷系统来实现这一目的，有效的回收了外输甲烷中的C3及以上重组分。
2、丙烷制冷原理及制冷系数的计算丙烷制冷在天然气处理行业中应用的比较广泛，下面分别用温熵关系和压焓关系分析器制冷过程和原理。
丙烷制冷原理涉及到了热力学第一定律和热力学第二定律，以下是应用理论来分析和计算其循环制冷过程。
首先介绍下丙烷制冷系统的相关流程及介质的变化过程：丙烷制冷循环系统主要由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器组成，用不用直径的管线把它们按一定的线路连接起来，就形成了一个能使制冷剂循环流动的密闭系统。
丙烷制冷压缩机由电动机拖动工作，不断的抽吸蒸发器中的制冷剂蒸汽，压缩成高压过热蒸汽而排出并送入冷凝器，正是由于这一高压存在，使制冷剂蒸汽在冷凝器中放出热量，把热量传递给周围的介质，从而使制冷剂蒸汽冷凝为液体，当然制冷剂蒸汽冷凝时的温度一定要高于周围介质的温度。
冷凝后的液体仍处于高压状态，经节流阀进入蒸发器。
制冷剂在节流阀中，由高压降低为低压，从高温降至低温，并出现少量液体气化为蒸汽。
在此过程中：丙烷制冷压缩机从蒸发器吸收蒸发压力为P1的饱和蒸汽，将其等熵压缩至冷凝压力为P2的饱和蒸汽，压缩过程即完成；丙烷压缩机压缩完的高温高压丙烷蒸汽进入冷凝器，经冷凝器与介质进行热交换，放出热量后，等压冷却至饱和液体，冷凝过程即完成，在冷却的过程中存在温差的出现；饱和液态丙烷经节流阀节流降压（此节流过程中焓值保持不变），压力降至蒸发压力，膨胀过程即完成；节流后的制冷剂丙烷蒸汽进入蒸发器，在蒸发器内吸收被冷却介质的热量等压气化，成为饱和蒸汽，蒸发过程即完成。
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能量调节控制方式
控制逻辑： 入口压力控制滑阀，进出口压差
控制滑块。
滑閥控制简图
再循環口
塞柱在孔中移動
滑閥調節冷量但不 控制排气口位置
滑阀的作用是改变再循环量，滑阀开度越大，丙烷气 返回吸入口再循环的量越少
滑 阀
滑 块
作用：
通过改变容积改变压缩比，从而影响排量。
滑 块
经济器
经济器属于自立式换热器，同一介质通过外 部控制手段建立温差，完成热交换过程。即丙烷
中国石油
丙烷制冷系统
2010年1月11日
一、系统概述
板808、828储气库丙烷制冷装置负荷为1080KW，利用
丙烷气化时的吸热效应产生冷量来冷却天然气。主要
包括丙烷压缩机、丙烷缓冲罐、丙烷吸入罐，丙烷蒸 发器和丙烷后冷器。
流程描述
丙烷缓冲罐来的液体丙烷（1.15MPa、30℃），经经济器换热 后温度降至8℃，再进一步节流降温至0.35MPa、-10℃。与天 然气换热后，丙烷液蒸发为气态丙烷（蒸发温度为-10℃），
Propane
TEMP 32.8 º C 33.7 º C 34.5 º C 35.4 º C 36.3 º C 37.1 º C 37.9 º C 38.7 º C 39.5 º C 40.3 º C 41.1 º C 41.9 º C 42.7 º C 43.4 º C 44.2 º C 44.9 º C 45.6 º C 46.3 º C 47.0 º C 47.7 º C 48.4 º C 49.1 º C 49.8 º C 50.5 º C 51.1 º C 51.8 º C 52.4 º C 53.1 º C 53.7 º C 54.3 º C 55.0 º C 55.6 º C 56.2 º C 56.8 º C 57.4 º C 58.0 º C 58.6 º C 59.2 º C 59.8 º C 60.3 º C 60.9 º C 61.5 º C 62.0 º C 62.6 º C 63.1 º C 63.7 º C 64.2 º C 64.7 º C 65.3 º C 65.8 º C 66.3 º C 66.9 º C 67.4 º C 67.9 º C 68.4 º C 68.9 º C 69.4 º C 69.9 º C 70.4 º C 70.9 º C TEMP -80.0 º C -75.0 º C -70.0 º C -65.0 º C -60.0 º C -55.0 º C -50.0 º C -45.0 º C -40.0 º C -35.0 º C -30.0 º C -25.0 º C -20.0 º C -15.0 º C -10.0 º C -5.0 º C 0.0 º C 2.0 º C 4.0 º C 6.0 º C 8.0 º C 10.0 º C 12.0 º C 14.0 º C 16.0 º C 18.0 º C 20.0 º C 22.0 º C 24.0 º C 26.0 º C 28.0 º C 30.0 º C 32.0 º C 34.0 º C 36.0 º C 38.0 º C 40.0 º C 42.0 º C 44.0 º C 46.0 º C 48.0 º C 50.0 º C 52.0 º C 54.0 º C 56.0 º C 58.0 º C 60.0 º C 62.0 º C 64.0 º C 66.0 º C 68.0 º C 70.0 º C 72.0 º C 74.0 º C 76.0 º C CONVERSION TABLE TEMPERATURE/PRESSURE PRESS TEMP -88.3 KPa -83.4 KPa -77.0 KPa -68.9 KPa -58.7 KPa -46.2 KPa -30.9 KPa -12.5 KPa 9.6 KPa 35.6 KPa 66.2 KPa 101.7 KPa 142.7 KPa 189.7 KPa 243.2 KPa 303.8 KPa 372.1 KPa 401.6 KPa 432.5 KPa 464.8 KPa 498.5 KPa 533.7 KPa 570.4 KPa 608.6 KPa 648.4 KPa 689.8 KPa 732.9 KPa 777.7 KPa 824.2 KPa 872.5 KPa 922.6 KPa 974.6 KPa 1028.6 KPa 1084.4 KPa 1142.3 KPa 1202.2 KPa 1264.2 KPa 1328.4 KPa 1394.8 KPa 1463.3 KPa 1534.2 KPa 1607.4 KPa 1683.1 KPa 1761.1 KPa 1841.7 KPa 1924.8 KPa 2010.5 KPa 2098.9 KPa 2190.1 KPa 2284.1 KPa 2380.9 KPa 2480.7 KPa 2583.5 KPa 2689.5 KPa 2798.6 KPa PRESS
丙烷压缩机
型号:RWF 270 E
排气量 (m3/h)/10
丙烷压缩机
丙烷压缩机为螺杆式，与活塞式相比，特点： 重量轻、体积小 无质量惯性力，动平衡性能好
可采用喷油冷却，排温低，单级压比高
无余隙容积，容积效率高
能量调节控制方式
一、滑 阀
二、滑 块
两者均为液压系统驱动，滑阀实现压缩机的加载 和卸载，滑块来增加或降低压缩机的容积比。运 行中，一般采取控制滑阀实现能量调节。
启机注意事项
启机前首先进行预润滑，观察油压，必须待油压高 于排压 后方可停止润滑；
启机前，滑阀开度必须小于10%，并处于手动状态；
系统投用注意事项
投用时，丙烷增发器液相调节阀手动设定20%； 观察丙烷蒸发器液位达到20%时，缓慢增加滑阀 开度，同时根据露点情况，逐步增加丙烷系统负 荷； 丙烷系统前期运行时，应避免丙烷压缩机滑阀“
缓冲罐出来的液态丙烷分流一部分通过节流降温
，使两者建立温差，进行热交换过程。从而达到
外输丙烷进一步液化的目的。
经济器
经济器投用条件： 压缩机负载达到85%时，经济器支路电磁阀得 电，经济器投用。
压缩机组
压缩机知识
经济器
经济器
经济器
油分离器
作用： 1、丙烷和油分离
2、储油
油分离器
压缩后的丙烷气与润滑油大部分在储油箱中实 现分离，部分未实现分离的油雾被排出储油箱 ，经过3个凝聚过滤器，使油雾凝结成液滴，实 现分离。
油分离器
凝聚过滤器底 部观察孔，在 正常运行期间 ，应无液位显 示。
油分离器
油分离器上配置3个500KW的油加热器，当温度 达到50°C时，加热器自动停止工作。 加热器只在机组不运行时才通电
油冷却器
油冷却方式为喷液冷却 平均 0 - 3 % 制冷剂流量用于喷液冷却 油冷却支路调节阀通过对油温的监测来确定喷 液量。该支路电磁阀在油温达到50 ℃时，得电
降低J-T阀设定：可以适当降低J-T阀压力，通过 降低压比，来提高进入丙烷蒸发器天然气温度，
达到提高露点的效果。
提高空冷器后温度：同样可以通过扇叶调整或者 切换旁路等手段提高空冷器后温度。
运行中参数的控制
丙烷系统运行时，露点温度过高 同露点温度过低相反，可以通过增加滑阀的开度 或者提高丙烷后冷却冷却效果进行调整。 不建议对J-T阀进行提高设定调整。
故障停机后操作
中控室操作岗： 远程打开空冷器5台风扇； 打开空冷器前甲醇注点ROV，关闭管壳换热器甲
醇注点ROV；
打开丙烷蒸发器旁通电动球阀MOV-03119；
关闭丙烷蒸发器气相进口电动球阀MOV-03195；
故障停机后操作
如露点未达到生产要求，根据各采气井油压
情况，适当提高J-T阀设定压力； 露点达到生产要求后，合理调整风扇运行数 量或通知现场操作人员调整翅片开度以保证 合适的露点。同时注意观察空冷器前后压差
远程停运丙烷压缩机后冷器；
故障停机后操作
现场操作岗
现场关闭丙烷增发器丙烷气相出口球阀；
现场确认空冷器前甲醇注点ROV打开，管壳换热 器 甲醇注点ROV关闭； 现场确认丙烷蒸发器旁通电动球阀MOV-03119开 启，丙烷蒸发器气相进口电动球阀MOV-03195关 闭；
压缩机组
问 题 ？
烷压缩机滑阀的开度、入口压力、后冷器的冷却
效果及丙烷蒸发器的液位调节阀设定而改变。
运行中参数的控制
丙烷系统运行时，露点温度过低，调整措施： 减小滑阀开度：使丙烷气返回入口的再循环量增 加，提高压缩机入口压力，使丙烷蒸发器丙烷蒸 汽压力提高，从而提高丙烷饱和蒸汽温度达到提 高露点的效果。
运行中参数的控制
丙进入丙烷吸入罐。经吸入罐分离出夹带的液滴后，进入丙
烷压缩机压缩至1.2MPa，经丙烷后冷器冷凝成液相丙烷（ 1.15MPa、30℃）后返回丙烷缓冲罐。
丙烷吸入罐
作用：分离出气相丙烷中夹带的液滴，防止液击。
注意：丙烷吸入罐液位达到90%时，联锁停机。
丙烷系统统运行时，丙烷吸入罐液位达到80% 时，应立即手动停机。
丙烷压缩机
OIL MANIFOLD
COALESCER FILTER
OIL SEPARATOR
2 X OIL FILTER
OIL COOLER
OIL PUMP (START-UP)
2010年丙烷投用问题分析 一、投用后丙烷增发器长时间无液位显示
由于丙烷压缩机启动后就进行加载，滑阀开度增加 至40%以上，部分液相丙烷进入造成丙烷增发器制冷 效果增大。为保证露点合格过低，逐步对丙烷增发 器增加负载。使进入丙烷增发器的液相丙烷大部分 进行换热气化，造成增发器长时间无液位显示。
手动-自动”切换，避免滑阀开度波动过大造成
积液。
运行中参数的控制
丙烷制冷系统是利用丙烷气化时的吸热效应产 生冷量来冷却天然气，以达到合格的露点。那么