在空分設備的啟動階段,制冷量主要用于:
1、冷卻裝置,降低溫度:由于裝置各部分在啟動初期都處在常溫下,需要通過制冷使裝置各部分溫度逐漸降低,以達到正常運行所需的低溫環(huán)境。這時,冷量主要消耗在設備降溫上。
2、產生液態(tài)空氣,積累液體:隨著溫度的降低,空氣中的水蒸氣會凝結成液態(tài)水,并進一步在塔內積累起精餾所需的液體。這個過程中,制冷量也用于促進液態(tài)空氣的生成和積累。
在空分設備的正常運行階段,制冷量主要用于:
1、彌補跑冷損失:由于空分裝置的工作溫度很低,盡管加有保冷層(如珠光砂等絕熱材料),但四周空氣溫度高于裝置內的溫度,仍會有一部分熱量傳入冷箱內部,使低溫物體溫度升高,從而消耗了一部分冷量。
2、彌補熱交換不完全損失:在空氣分別過程中,低溫物體的冷量主要是通過熱量交換設備(如換熱器)加以回收。然而,由于熱力學第二定律的限制,熱量傳遞過程中需要一個推動力(即溫度差),因此換熱器內必定存在著溫差,導致冷量不能完全回收。
3、液體產品帶走的冷量:當裝置生產的部分液態(tài)產品(如液氧、液氮、液氬等)輸出裝置時,這些低溫產品會帶走一部分冷量。為了維持裝置內的低溫環(huán)境,需要生產更多的冷量來彌補這部分損失。
4、其他冷量損失:除了上述幾種主要的冷量損失形式外,空分設備還可能存在其他形式的冷量損失,如閥門的泄露等。