ТЕРМОДИНАМІЧНЕ ПОРІВНЯННЯ СХЕМ ПОВІТРЯРОЗДІЛЬНИХ УСТАНОВОК ДЛЯ ОТРИМАННЯ ГАЗОПОДІБНОГО КИСНЮ ПІД ТИСКОМ

Анотація

Проведено термодинамічний аналіз повітряроздільних установок (ПРУ) для отримання газоподібного кисню під тиском. Виконано порівняння показників ПРУ, які працюють за схемою із стисненням продуктового кисню в компресорі і зі стисненням в насосі рідкого кисню з наступним нагріванням до температури навколишнього середовища. В результаті проведеного аналізу виведений безрозмірний критерій, фізичний зміст якого полягає в тому, що він характеризує відношення роботи, що витрачається в кисневому компресорі, до додаткової роботи, яку необхідно затратити для компенсації термодинамічних втрат, пов'язаних з роботою насоса рідкого кисню. Розглянуто приклад використання отриманих співвідношень для аналізу ПРУ, що працює по циклу середнього тиску і призначеної для отримання газоподібного кисню під тиском 16 МПа. З термодинамічного аналізу такої установки слід, що витрата енергії на стиснення кисню в схемі з насосом може приблизно бути в 1,5 рази менше витрати енергії при використанні кисневого компресора. Аналіз ПРУ низького тиску показав, що при тиску продуктового кисню нижче 7–8 МПа схеми з насосом рідкого кисню більш ефективні, ніж традиційні схеми із стисненням продуктового кисню в компресорі. При тиску продуктового кисню вище 7–8 МПа енергетично вигідніше стає схема з кисневим компресором.