答:全低壓制氧機(jī)在啟動過程中,切換式換熱器的自清除工況尚未建立,必然有一部分水分或二氧化碳通過膨脹機(jī)。經(jīng)膨脹后溫度降低,就有可能在機(jī)內(nèi)析出,造成膨脹機(jī)的堵塞。但是,只要進(jìn)入膨脹機(jī)的水分或二氧化碳的含量低于膨脹后溫度所對應(yīng)的飽和含量,水分或二氧化碳就不會在膨脹機(jī)內(nèi)析出。
在切換式換熱器冷端達(dá)到-60℃以前,水分在換熱器內(nèi)還沒有全部析出,帶入膨脹機(jī)的水分量是冷端溫度所對應(yīng)的飽和含量。經(jīng)膨脹后由于壓力降低,體積膨脹,在每1m3的空氣中的水分含量減少;但是,由于溫度也降低,機(jī)后溫度對應(yīng)的水分飽和含量也降低。如果實際
含量大于飽和含量時,就會有水分析出。因此,根據(jù)冷端溫度(決定帶入膨脹機(jī)的水分量)、冷端壓力與膨脹后壓力之比(決定體積膨脹的倍數(shù),即每1m3空氣中水分含量減少的倍數(shù)),可以確定出機(jī)后不析出水分所允許的最低溫度,如表48所示。表中數(shù)據(jù)是按冷端絕對壓力為0.6MPa,膨脹后絕對壓力為0.135MPa給出的。
表48膨脹機(jī)后不析出水分所允許的最低溫度
冷端溫度/K | 300 | 290 | 280 | 270 | 260 | 250 | 240 | 230 | 220 |
允許機(jī)后最低溫度/K | 277 | 269 | 261.5 | 253 | 244.5 | 235.5 | 226.5 | 218 | 209 |
溫差/K | 23 | 21 | 18.5 | 17 | 15.5 | 14.5 | 13.5 | 12 | 11 |
實際的膨脹機(jī)溫降遠(yuǎn)大于上述溫差。控制機(jī)后溫度的措施,一是提前使用環(huán)流,以提高機(jī)前溫度,使進(jìn)膨脹機(jī)的空氣處于不飽和狀態(tài);二是采取機(jī)前節(jié)流,以減小膨脹機(jī)溫降。后一種方法減少了膨脹機(jī)制冷量,延長了啟動時間,一般不宜采用。
對于二氧化碳,冷端溫度要降至-133.5℃以下才開始有部分在換熱器內(nèi)析出。出冷端的二氧化碳含量為當(dāng)時溫度所對應(yīng)的飽和含量。按上述方法,同樣可以確定二氧化碳在膨脹機(jī)內(nèi)不析出允許的最低溫度,如表49所示。
表49膨脹機(jī)后不析出二氧化碳允許的最低溫度
冷端溫度/K | 133 | 128 | 123 | 118 | 113 | 108 | 103 |
允許機(jī)后最低溫度/K | 124.5 | 121 | 116 | 111 | 107 | 103 | 98 |
溫差/K | 8.5 | 7 | 7 | 7 | 6 | 5 | 5 |
由表可見,它的溫差很小,實際上是難以控制的。最有效的方法是采用先加大環(huán)流,以維持機(jī)前處在較高的溫度(例如-120℃左右),使機(jī)前的二氧化碳含量處于未飽和狀態(tài),膨脹后二氧化碳就不易在機(jī)內(nèi)析出。待冷端溫度達(dá)-150℃時,這時帶入膨脹機(jī)的二氧化碳量已很少,可以暫時切斷旁通和環(huán)流,使機(jī)前溫度迅速降低,在約10min內(nèi)強行渡過二氧化碳凍結(jié)區(qū),可以不致造成膨脹機(jī)堵塞。