第二章 丙烷制冷循环
丙烷制冷压缩机工作原理
丙烷制冷压缩机工作原理Propane refrigeration compression can be explained through the process of heat transfer and compression within the refrigeration system. Propane is a type of refrigerant that is commonly used in compressors for its ability to absorb and release heat efficiently. The compression process begins when the gaseous refrigerant enters the compressor through the suction line.丙烷制冷压缩可以通过制冷系统内的传热和压缩过程来解释。
丙烷是一种常用于压缩机中的制冷剂，因为它具有高效吸收和释放热量的能力。
压缩过程始于气态制冷剂通过吸气管进入压缩机。
As the refrigerant enters the compressor, it undergoes a compression process where its pressure and temperature are increased. This is achieved through the use of a rotating compressor that squeezes the refrigerant gas, causing it to become more compact and pressurized. The increase in pressure and temperature allows the refrigerant to release the absorbed heat, which is crucial for the cooling process.当制冷剂进入压缩机时，它经历了一个压缩过程，使其压力和温度增加。
家用冰箱、汽油冰箱和丙烷冰箱的制冷循环讲解
家用冰箱、汽油冰箱和丙烷冰箱的制冷循环讲解超低温冰箱又称超低温保存箱、超低温冰柜、超低温保存箱等。
比较常见的-60度上海亿倍低温冰箱可适用金枪鱼的保存、电子器件、特殊材料的低温试验及保存血浆、生物材料、疫苗、试剂等。
还有-40度、-60度、-86度、-120度、-136度以及-160度、-192度的极度冷冻冰箱。
制冷循环您家厨房的冰箱利用类似上文所述的循环。
不过，在冰箱中，该循环是连续不断的。
我们假定下例所用的制冷剂为纯氨，沸点为-32.78摄氏度。
冰箱保持低温的原理如下：1.压缩机压缩氨气。
对气体（橙色）加压时，压缩气体会发热。
2.冰箱背面的线圈使热氨气散发热量。
氨气在高压条件下液化为液态氨（深蓝色）。
3.高压液态氨流经安全阀。
您可以把安全阀想象成一个小孔。
孔的一侧是高压液态氨。
孔的另一侧是低压区（因为压缩机从该侧吸入气体）。
4.液态氨会立即沸腾并蒸发（浅蓝色），温度降至-32.78摄氏度。
这使冰箱内部保持低温。
5.压缩机抽吸冷氨气，不断重复该循环。
此外，如果您曾在炎热的夏天打开汽车空调，然后停车，您可能听到过引擎盖下发出嘶嘶的噪音。
该噪音是高压冷冻液流经安全阀发出的声音。
纯氨气体的毒性很大，如果冰箱发生泄漏，会威胁人的生命安全，因此所有家用冰箱都不使用纯氨。
您可能听说过CFC（氯氟化碳）制冷剂，它最初由杜邦在20世纪30年代研制成功，并作为氨的无毒替代品使用。
CFC-12（二氯二氟甲烷）的沸点几乎与氨相同。
不过，CFC-12对人体无毒，可以安全地用在厨房中。
很多大型的工业冰箱仍然使用氨。
20世纪70年代，人们发现CFC会破坏臭氧层。
因此，到20世纪90年代，所有新冰箱和空调都改用对臭氧层危害较小的制冷剂。
汽油冰箱和丙烷冰箱如果您拥有休闲车或在没有电源的地方使用冰箱，您很可能使用汽油或丙烷供电的冰箱。
这些冰箱非常有意思，因为它们没有活动部件，并且使用汽油或丙烷作为主要的能量来源。
另外，它们利用燃烧丙烷产生的热量，使冰箱内部保持低温。
HYSYS培训大纲
ASPEN HYSYS培训安排时间表
第一天
HYSYS软件简介
第一章启动模拟
1、HYSYS 软件结构和界面
2、定义流体包（物性包，组分）
3、修改/自定义单位集
4、添加物流
5、理解闪蒸计算
6、使用物流公用工具
7、自定义工作薄
第二章丙烷制冷循环模拟（分离器，加热器，压缩机应用）
1、工况介绍及模型预览
2、搭建模拟
3、添加单元模块并输入参数设置
4、查看计算结果
5、将模拟转换为模板
练习操作丙烷制冷改进流程模拟案例
第三章NGL分馏（吸收塔，精馏塔应用）
1、工况介绍及模型预览
2、搭建模拟
3、添加单元模块并输入参数设置
4、查看计算结果
第二天
第四章制冷气厂
1、工况介绍及模型预览
2、搭建模拟
3、添加单元模块并输入参数设置
4、查看计算结果
第五章子流程的创建和学习
第六章原油稳定（天然气处理）案例的操作与学习
第七章冰点烃露点水露点沸点临界温度临界压力查看以及水合物预测
第八章相图的查看和学习
第九章原油切割方法（三种）
第三天
第十章油气集输系统案例应用
管线选择定义，水力学计算方法，材质，管线辅设类型，压降计算、温降计算
等管网建模及结果查询和分析
第十一章三甘醇脱水案例操作和学习
第十二章原油稳定案例学习及优化
第十三章常减压塔原油处理案例学习（选做）
第十三章HYSYS电子表格使用
第十四章HYSYS报告
软件使用技术答疑。
丙烷制冷脱水、脱烃工艺原理及流程
丙烷制冷脱水、脱烃工艺原理及流程xxx气田、xxx气田的井口天然气中含有少量重烃，为了使进入长输管道气体的烃、水露点符合要求，天然气处理厂采用丙烷制冷脱水、脱烃工艺。
该工艺具有以下特点：●丙烷作为制冷介质，蒸发温度低，对人体毒性小。
●丙烷制冷工艺适用于天然气重烃组分较少的情况，经济性好。
xxx天然气处理厂的主要生产单元可分为天然气处理单元、丙烷制冷单元和凝液回收单元。
1、天然气处理单元以xxx第一处理厂为例，原料天然气进入集气总站，经卧式重力分离器进行预分离后进入天然气压缩机，压力升高至5MPa左右进入原料气预冷器的管程，与产品干气进行换热，预冷至-3℃，为防止天然气预冷后水合物的生成，在原料气预冷器入口注入甲醇。
预冷后的原料天然气经满液蒸发器降温至-15 ℃（冬季-15 ℃，夏季-5 ℃），进入低温分离器分离出凝析液，产品干气进入原料气预冷器壳程，与原料天然气逆流换热，换热后的干气输送至外输用户。
流程示意图见图2.7。
图2.7 xxx第一处理厂天然气处理单元工艺流程2、丙烷制冷单元液体丙烷在满液蒸发器中吸收天然气的热量变为丙烷蒸汽，同时原料天然气温度降至-15℃。
丙烷蒸汽经压缩机压缩后（70℃、1.0MPa）进入油分离器分离出夹带的油滴，丙烷气体经蒸发式冷凝器冷凝为30℃的液体，经过热虹吸储罐进入丙烷储罐，丙烷液体再经节流后（约-15℃、0.2MPa）进入满液蒸发器，在蒸发器中吸收天然气的热量，蒸发为丙烷蒸汽（-15℃、0.2MPa，从而完成整个制冷过程的循环。
工艺流程见图2.8。
图2.8 xxx第一处理厂丙烷制冷单元工艺流程（三）凝液回收单元从气体过滤分离器、低温分离器分离出来的醇烃混合液经醇烃加热器加热至45℃，压力降至1.0 MPa左右，进入三相分离器进行气、液分离，自三相分离器顶部排出的闪蒸气去燃料气系统，底部排出的重相含醇污水和轻相凝析油分别进入原料水储罐和凝析油储罐。
工艺流程见图2.9。
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将 .hsc文件转 换成 .tpl文件
另存文件
C:\Programefile\Hyprotech\Hysys3.2\Template
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第二章 丙烷制冷循环
练习题1：
在这个例子当中，如果我们不知道Chiller的 热负荷，但是知道压缩机标定功率为250hp， 且以最大功率的90%运行，那么当压缩机的效 率为72%的时候，Chiller的热负荷是多少？
Stream1 Chiller Stream3 Stream4 Mixer Condenser
T=50° C
DP=7kpa
T=-20 °C
Vf=0.0 Q=1e6kj/h Vf=1.0
P=625kpa Equal All DP=35kpa Pressures
请大家将文件保存为C3loop2.hsc
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第二章 丙烷制冷循环
定义模块：
加入模块： 连接物流： 输入数据： 加其它模块 完成流程
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第二章 丙烷制冷循环
PFD操作：
在完成流程搭接之后，并不会出现一张完美的流程图，我 们可以通过PFD操作，来打造整洁、实用的画面，常用的PFD 操作包括：
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大庆石化总厂培训中心仿真
第二章 丙烷制冷循环
教学目的：
利用HYSSYS搭建一个丙烷制冷流程：
教学内容：
考察流程/输入各类数据等：
教学重点：
掌握HYSYS各类数据的输入：
教学难点：
理解HYSYS中信息的双向传递过程：
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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
Hysys培训第二章丙烷制冷
第二章
丙烷制冷循环
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 使用图形界面在HYSYS 中操纵流程 理解HYSYS中的前-后信息传递 把模拟工况转换成模板
物流
工作薄表页签右击
模拟工况保存成模板
模板是储存到磁盘上的完整流程，它包含一些适合于作为子流程模 块联结到流程上的附加信息。 典型情况下，一个模板代表一个厂加工工艺模块或一个工艺模块的 一部分。所存储的模板随后可以从磁盘上读出来，作为完整的子流程模 块可以在任何模拟中有效安装任何次。
使用模板的优点如下： 提供使两个或更多的工况连接在一起的机制 使用与主工况不同的性质包 为把大的模拟分成易于管理的小块提供方便的方法 一旦创建，可以安装在多个工况中 在把工况转换成模板之前，需要把它制成通用的，使之能用于各种 流率的气体厂。在这个工况中，冷却器负荷限定了所需的丙烷流率。
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和组分。 一、定义模拟基础 1. 创建新工况，添加流体包。 2. 在规定流体包窗口 流体包为 Peng Robinson 组分为 C3 3. 当准备好后，点击进入模拟环境按钮，开始搭接模拟。 如下图所示
定义物流
添加一股物流（方法由自己习惯而定），输入下列值（详细添加方法参看第一章） 名称 气相分数 温度 组成 1 0.0 50℃（120℉） C3 – 100%
添加第二股物流，输入下列属性： 名称 气相分数 温度 3 1.0 -20℃（-4℉）
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。
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Stream1 Chiller T=50° ° DP=7kpa C Vf=0.0 Q=1e6kj/h Stream3 Stream4 Mixer Condenser T=-20 P=625kpa Equal All DP=35kpa °C Pressures Vf=1.0
HYSYS应用基础 应用基础 -9-
第二章 丙烷制冷循环
练习题2： 练习题 ：
如果制冷剂换成组成为摩尔百分比为95/5有 有 如果制冷剂换成组成为摩尔百分比为 丙烷/乙烷混合物 会对整个循环有影响吗？ 乙烷混合物， 丙烷 乙烷混合物，会对整个循环有影响吗？ 如果有，这个新的组成能够承担制冷任务吗？ 如果有，这个新的组成能够承担制冷任务吗？ 请同基础工况进行对比： 请同基础工况进行对比：
请大家将文件保存为C3loop2.hsc 请大家将文件保存为
HYSYS应用基础 应用基础 -11-
HYSYS应用基础 应用基础
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第二章 丙烷制冷循环
练习题1： 练习题 ：
在这个例子当中，如果我们不知道 在这个例子当中，如果我们不知道Chiller的 的 热负荷，但是知道压缩机标定功率为250hp， 热负荷，但是知道压缩机标定功率为 ， 且以最大功率的90%运行，那么当压缩机的效 运行， 且以最大功率的 运行 率为72%的时候，Chiller的热负荷是多少？ 的时候， 的热负荷是多少？ 率为 的时候 的热负荷是多少 如果把Chiller的热负荷提高到 的热负荷提高到1.5MMBTU/hr， 如果把 的热负荷提高到 ， 假设压缩机以250hp的功率运行，那么 的功率运行， 假设压缩机以 的功率运行 那么Chiller能 能 获得的最佳出口温度是多少（ 获得的最佳出口温度是多少（压缩机正常运行 条件下）？ 条件下）？
C3(Mole Frac) 1.0000 Temperature 50ºC Temperature -20ºC
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Vapour Fraction 0.0000 Vapour Fraction 1
物流3数据： 物流 数据： 数据
C3(Mole Frac) 1.0000
HYSYS应用基础 应用基础
第二章 丙烷制冷循环
BaseCase:100%C3 NewCase:5%C2;95%C3 Flow,kgmole/h 136.1 107.9 1e6 218.521 Condenser Q,kj/h 1e6 Compressor Q,hp 305.216
HYSYS应用基础 应用基础
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第二章 丙烷制冷循环
练习题3： 练习题 ：
HYSYS应用基础 应用基础
第二章 丙烷制冷循环
教学目的： 教学目的
利用HYSSYS搭建一个丙烷制冷流程： 搭建一个丙烷制冷流程： 利用 搭建一个丙烷制冷流程
教学内容： 教学内容
考察流程/输入各类数据等： 考察流程 输入各类数据等： 输入各类数据等
教学重点： 教学重点
掌握HYSYS各类数据的输入： 各类数据的输入： 掌握 各类数据的输入
教学难点： 教学难点
理解HYSYS中信息的双向传递过程： 中信息的双向传递过程： 理解 中信息的双向传递过程
HYSYS应用基础 应用基础 -2-
第二章 丙烷制冷循环
流程综述： 流程综述
HYSYS应用基础 应用基础
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第二章 丙烷制冷循环
建流体包： 建流体包
建组份列表: 建组份列表 C3 选物性方法: 选物性方法 Peng Robinson 物流1数据 数据： 物流 数据：
定义模块： 定义模块
模拟实际设备： 模拟实际设备：
•
压缩机/换热器 罐 塔 压缩机 换热器/罐/塔 换热器
进行逻辑运算： 进行逻辑运算：
•
循环模块
化工厂
• 平衡模块 பைடு நூலகம் 调整模块
HYSYS应用基础 应用基础
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第二章 丙烷制冷循环
定义模块： 定义模块
加入模块： 加入模块： 连接物流： 连接物流： 输入数据： 输入数据： 加其它模块 完成流程
HYSYS应用基础 应用基础
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第二章 丙烷制冷循环
PFD操作： 操作： 操作
在完成流程搭接之后，并不会出现一张完美的流程图， 在完成流程搭接之后，并不会出现一张完美的流程图，我 们可以通过PFD操作，来打造整洁、实用的画面，常用的 操作， 们可以通过 操作 来打造整洁、实用的画面，常用的PFD 操作包括： 操作包括： 隐藏对象：选中对象并单击鼠标右键，在出现的下拉菜单中选择Hide命令。 命令。 隐藏对象：选中对象并单击鼠标右键，在出现的下拉菜单中选择 命令
上单击鼠标右键， 在 上单击鼠标右键 并在出现的下拉菜单中选择Reveal 显示隐藏对象： 显示隐藏对象： PFD上单击鼠标右键，并在出现的下拉菜单中选择 Hidden Objects命令。 命令。 命令
显示表格：选中对象并单击鼠标右键，在出现的下拉菜单中选择Show table命令。 命令。 显示表格：选中对象并单击鼠标右键，在出现的下拉菜单中选择 命令
命令， 命令 翻转： 选中对象并单击鼠标右键，在出现的下拉菜单中选择Transform命令，并 翻转： 选中对象并单击鼠标右键，在出现的下拉菜单中选择 在随后出现的子菜单中选择翻转的角度和方向。 在随后出现的子菜单中选择翻转的角度和方向。 选中对象并单击鼠标右键，在出现的下拉菜单中选择Change icon命 选中对象并单击鼠标右键，在出现的下拉菜单中选择 命 变换图标： 变换图标： 并在随后出现的对话框中选择所要的图标。 令，并在随后出现的对话框中选择所要的图标。
Zoom Out/Zoom In/Zoom All/Attach Mode/Size Mode/Break Connection HYSYS应用基础 应用基础 -7-
第二章 丙烷制冷循环
保存模板： 保存模板
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