将冷媒通过压缩机进行压缩后，通过管路输送到保温空间内的蒸发器，发生气化现象并吸收热量，冷媒通过散热器管路向空气散发热量后由压缩机抽回并进行再次压缩--蒸发---吸热---散热---循环。
多联机，螺杆机，离心机，直燃
所谓冷藏设备，一般都是指的一些可以通过人为控制来进行制冷以及维持稳定温度的设备。以运输的方式来划分，冷藏设备可以分为陆地冷藏运输，也叫做公路冷藏运输或者是铁道冷藏运输，还有冷藏的集装箱，轮船冷藏运输以及飞机冷藏运输。
食品冷冻冷藏设备，除了各类冷库工程外，还包含各类食品用制冷设备，如冷柜、饮料冷藏柜、生鲜柜、超市风幕柜、商用食品冰箱、酒店厨房工作台等，这些设备并非冷库工程，但同样是食品冷库冷冻冷藏设备，可以广泛地适用于食品的各类生产储存和运输中。澳柯玛致力于各类冷藏设备的生产加工，改善生活中的制冷现状。
它是通过消耗机械能改变制冷剂的状态，才将热量从温度低的物体传给温度高的环境的。同时热力学第二定律贯穿于整个空调的始终，它的这一原理在工作和生活当中也是经常用到和看到的。
当前工业制冷剂大约有30多种。常用的有氨（Ammonia）和氟里昂（Freone）。先说氨，它使用较早，广泛地用于冷藏、冷库等大型制冷设备中，其主要优点是单位容积产冷量大、成本便宜、不与金属及冷藏油反应，热稳定性好，但也有毒性大、腐蚀有机配件的明显缺点。其次是氟里昂，这是饱和碳氢化合物卤族衍生物的总称，其中氟代烷烃写作FC，含氯氟代烷烃写作CFC，含氢写作HFC，两者都有的写作 HCFC。商用氟里昂的编号按规则从左至右第一个是碳原子数减一；第二个是氢原子数加一；第三个是氟原子数，氯原子不编号，如果还含有溴原子，先按上述原则编号，再加上字母B和溴原子的数目。按照这种原则，CBrF3就写作FC-13B1。氟里昂的应用比氨晚60余年，但它一问世就以其无毒无臭、不燃不爆、稳定性好、对设备有良好的润滑作用而成为制冷工业的明星，CFC-12更是广泛用于冰箱生产中，其他如CFC-11、HCFC-22、HCFC- 113、HCFC-114也都有广泛应用。
罐式集装箱（TANK CONTAINER）简写TK罐装集装箱是由箱底面和罐体及四周框架构成的集装箱，适用于液体货物。
集装箱，英文名container。是指具有一定强度、刚度和规格专供周转使用的大型装货容器。使用集装箱转运货物，可直接在发货人的仓库装货，运到收货人的仓库卸货，中途更换车、船时，无须将货物从箱内取出换装。
集装箱最大的成功在于其产品的标准化以及由此建立的一整套运输体系。
高低温冲击试验箱即温度冲击试验箱、冷热冲击试验箱，主要是针对于电工、电子产品，以及其原器件，及其它材料在温度急剧变化的环境下贮存、运输、使用时的适应性试验。主要用于对产品按照国家军用标准要求或用户自定要求，在高温与低温瞬间变化条件下，对产品的物理以及其他相关特性进行环境模拟测试，测试后，通过检测，来判断产品的性能，是否仍然能够符合预定要求，以便供产品设计、改进、鉴定及出厂检验用。
产品外形美观、结构合理、工艺先进、选材考究，具有简单便利的 *** 作性能和可靠的设备性能。◆设备分为高温箱,低温箱,测试箱三部分,采独特之断热结构及蓄热蓄冷效果，试验时待测物完全静止，应用冷热风路切换方式将冷,热温度导入测试区实现冷热冲击测试目的
◆采用采用最先进的计测装置, 控制器采用大型彩色液晶人机触控对话式LCD人机接口控制器, *** 作简单, 学习容易, 稳定可靠,中，英文显示完整的系统 *** 作状况、执行及设定程序曲线。
◆具96个试验规范独立设定,冲击时间999小时59分钟, 循环周期1~999次可设定, 可实现制冷机自动运转，最大程度上实现自动化，减轻 *** 作人员工作量，可在任意时间自动启动、停止工作运行;
◆箱体左侧具一直径50mm之测试孔，可供外加电源负载配线测试部件。
◆可独立设定高温、低温及冷热冲击三种不同条件之功能，并于执行冷热冲击条件时,可选择二槽式或三槽式及冷冲、热冲进行冲击之功能，具备高低温试验机的功能。
◆具备全自动，高精密系统回路、任一机件动作，完全有PLC锁定处理，全部采用PID自动演算控制,温度控制精度高
◆先进科学的空气流通循环设计，使室内温度均匀，避免任何死角;完备的安全保护装置，避免了任何可能发生安全隐患，保证设备的长期可靠性
◆可设定循环次数及除霜次数自动(手动) 除霜
◆出风口于回风口感知器检测控制，风门机构切换时间为10秒内完成，冷热冲击温度恢复时间为5分钟内完成。
◆运转中状态显示及曲线显示,发生异常状况时,荧幕上即刻自动显示故障点及原因和提供排除故障的方法,并于发现输入电力不稳定时,具有紧急停机装置。
◆冷冻系统采用复迭高效低温回路系统设计，冷冻机组采用欧美原装进口压缩机，并采用对臭氧系数为零的绿色环保(HFC)制冷剂R507，R23
◆超强安全保护功能:电源过载保护、漏电保护、控制回路过载、短路保护、压缩机保护、接地保护、超温保护、报警声讯提示等。
◆箱体内外部材质采用不锈钢板(SUS#304),外部材质有种不同外箱材质可供选择:
1纹路处理不锈钢表面，如经常
顺着纹路擦拭，可使机器长时间保持崭新的外观(推荐此种选择)
2特殊防锈处理钢板静电喷涂表面，质地高档(依客户要求)
每个产品都根据客户的要求订做，保证了设备的高效节能，并在现场调试和验收，保证用户方的使用性能。
折叠编辑本段结构
全部功能采用计算机控制，系自主开发的软件，有良好的 *** 作界面，使用户的 *** 作和监测都更加简单和直观可以在屏幕上设置时间和参数，使制冷、加热、提蓝传送切换，按设定值自动进行。
冷箱、热箱独立控制，箱门互相独立，扩大试验箱的使用范围(一箱三用)。
产品保温效果可以得到充分保证。
试验箱门与循环风机，提蓝传动等互锁，保护 *** 作者的安全，一旦打开箱门，循环风机和提蓝传动的电源会被自动切断。
在箱顶有标准引线孔管，方便用户向箱内引入传感器线，检测电缆等类型引线。
折叠编辑本段控制系统
低温区、高温区转换时间小于等于15秒。
温度恢复时间小于等于5分钟。
折叠编辑本段符合标准
GB/T242312-2001 GJB1505 GB10592-89
折叠编辑本段技术参数
折叠选型
型号(mm)
CLM-WDCJ-100
CLM-WDCJ-300
CLM-WDCJ-500
CLM-WDCJ-010
两箱预冷区尺寸
450×450×500
600×600×600
800×800×800
1000×1000×1000
三箱样品区尺寸
450×450×500
600×600×600
800×800×800
1000×1000×1000
折叠性能指标
温度范围
A:-40℃~150℃ B:-55℃~150℃ D:-65℃~150℃
温度波动
高温室与低温室均≤±2℃
样品区温度波动
≤±05℃(恒温时)
样品区承重
20㎏、30㎏、50㎏
折叠控制系统
控制器
进口LED数显 (P、I、D+S、S、R)微电脑集成控制器
加热系统
全独立系统，镍铬合金电加热式加热器
制冷系统
全封闭风冷单级压缩制冷方式 /
循环系统
耐温低噪音空调型电机多叶式离心风轮
折叠编辑本段原理及结构
折叠工作原理
A、低温储存室:箱内温度状态由风道中的加热器、蒸发器以及风机的工作状态决定。经过膨胀阀节流流出的制冷剂进入工作室内蒸发器后，吸收工作室内热量并气化，使工作室温度降低;气化后的工质被压缩机吸入并压缩成高温、高压气体进入冷凝器中被冷凝成液体，再经筛检程式，最后通过膨胀阀节流后，重新又进入工作室内蒸发器中吸热并气化然后再被压缩机吸入压缩。如此往复回圈工作，使工作室温度降到设置的温度要求
B、高温储存室:中央控制器从感温元件检测即时信号，与设定温度信号进行比较，得到比较信号，由仪表PID逻辑电路输出信号控制固态继电器的导通或关断的时间比例调节加热器输出功率大小，从而达到自动控温的目的。
C、冲击温度测试室:由仪表自动控制高低温气阀，在低温或高温储存室之间切换，分别与高温箱或低温箱形成闭路空气循环系统，迅速达到试验的目标温度。
试验箱内温度状态由风道中的加热器、蒸发器、及风机的工作状态决定。试验箱工作室内采用强制轴流"散性"式回圈风工作，可以大大提高设备运行的波动度、均匀度等参数。
采用材料及部件
高低温冲击试验箱由以下几部分构成:
高温储存室
低温储存室
测试箱箱体
控制系统
制冷系统
加热系统
风道系统
排水系统
折叠试验箱箱体
A、本冲击箱采用上、中、下箱体结构，上部为高温箱，下部为低温箱，中箱体为试验箱体，低温系统位于工作室左部，电器控制柜置于试验箱的右侧面，便于 *** 作。
B、试验箱内壁均采用SUS304#不锈钢板制造，箱体外壳采用优质进口不透钢SUS304# 数控冲床冲冲制而成。
C、高温箱保温材料采用超细玻璃纤维，低温箱保温材料采用聚氨酯发泡、石棉板及超细
玻璃纤维，保温效果良好，试验箱外表面不结霜，不凝露。
D、低温箱底部有冷凝水排水口
E、冲击箱箱体上有1个φ25测试孔。
折叠控制系统
主要由 *** 作面板、中央控制器、各种按键开关、状态指示灯、执行电器等组成。
折叠制冷系统
A、采用原装进口压缩机;
B、配备自动及手动除霜回路;
C、斜率式FIN-TUBE蒸发器;
D、原装进口电磁阀、干燥过滤器等冷冻组件;
E、内螺旋式K-TYPE冷媒铜管;
F、U-TYPE高速电热管;
G、采用水冷式冷凝器(附带冷却塔);
H、采用环保冷媒134a、404A、和R23;
I、其他附件修理阀、电子自动转换膨胀阀及电磁开关。
J、加热系统位于风道系统内，由多组镍铬合金螺纹电加热器和聚四氟乙烯航空镀银护导线构成。
4、循环系统及排水系统:
A、采用进口多翼离心回圈风扇，进口马达;
B、FLOW THROW送风方式，水准扩散垂直热交换弧形回圈;
C、排水系统采用回涡形排水及U TYPE沉积装置;
D、多片翼式扇叶温场效应分布均匀 ;
E、STAIN LESS 加长轴心风量适当。
折叠编辑本段材料及部件
1、工作室内体及空调室送排风孔板均采用国际通用SUS304#不锈钢板制造，工作室外壳均采用进口不透钢SUS304# 数控冲床冲冲制而成。
2、中央控制器采用进口韩国"三元"TEMI880NLCD液晶触摸屏可编程双回路智慧电脑温度控制器。
3、数位式超温保护装置。
4、执行电器采用
A、法国"施耐德"交流接触器、热继电器
B、韩国"梅兰日兰"断路器，漏电保护器
C、美国"郎宁"固态继电器
D、日本"欧姆龙"小型继电器
5、感温组件:加长遮罩型PT100铂金电阻。
6、空调箱内的加热导线采用能长期耐高低温之聚四氟乙烯航空镀银护导线。
7、采用镍铬合金螺纹电加热器。
8、制冷机采用全封闭压缩机(意大利)
9、制冷配件采用
A、意大利生产水冷凝器
B、瑞典"阿伐拉伐"板式冷凝蒸发器
C、意大利"R&C国创"高效翅片式蒸发器
D、瑞典"大洲"压力保护开关、手阀
E、美国"斯波兰"或美国"ALCO"干燥筛检程式
F、美国"AC&R"消声器
G、德国"ESK"或美国"ALCO"油分离器
H、意大利"卡斯托"电磁阀
J、丹麦"丹佛斯"单向止逆阀
10、意大利全封闭压缩机(或法国"泰康")。
11、冲击试验辅助制冷:液氮
12、密封材料采用能长期耐高低温之环保型硅橡胶条密封。
13、保温材料采用硬质聚胺脂发泡加玻璃纤维。
折叠编辑本段特点及优点
先进可靠的控制系统:
1、先进节能控制设计(参见后述"经济高效的运行机理");
2、选用国际知名品牌电器，提高设备的含金量，以保证执行元器件的高可靠性。
功能强大的控制电脑:
1 冲击温度程序控制器:原装进口256色液晶显示触控式莹幕直接按键型控制器,中、英文表示,75"之广视角,高对比附可调背光功能之大型LCD液晶显示控制器。
A、控制器规格:
精度:±01℃+1digit
解析度:±01
具有上下限待机及警报功能
温度入力信号: T型感温线
PID控制参数设定,PID自动演算
B、画面显示功能:
采用图控软体画面对谈式, 无须按键输入,荧幕直接触摸选项:包括程式设定、曲线显示、历史资料、手动运转、自动运转、辅助设定等
具单独程式编辑画面,可输入温度,时间及回圈次数
温度程式具即时显示程式曲线执行功能
显示故障状态及说明故障排除方法
荧幕可作背光调整,荧幕显示保护功能可作定时,关闭设定
中、英文可相互切换
C、程式容量及控制功能:
可使用的程式组:最大96个PATTEN(即96个试验规范可独力设定并储存)。
可重复执行命令:可达999次。
SEGMENTS时间设定0~99Hour59Min。
程式之制作采对谈式设定功能。
8组程式相互连接功能
具有断电程式记忆,复电后自动启动并接续执行程式功能。
高低温冲击时自动补偿温度功能
程式执行时可即时显示图形曲线。
除霜时间、次数及除霜温度设定及执行功能
具有预约启动及关机功能
具有日期,时间调整功能
D、试验箱配R-485电脑介面，并能用电脑实现A~H项控制功能，并能保存冲击过程的资料(应有日期、冷热冲击时间、冲击温度等资料;)
高品质的制冷配置:
环境试验设备要获得较低的试验温度，当前较为成熟的方式是复迭式制冷。这种方式的原理都大同小异，关键取决于制冷系统的配置。
1、制冷压缩机:
制冷系统的核心是制冷压缩机，我们选用世界名牌法国"泰康"工业制冷压缩机。
2、进口油分离器及冷冻油
制冷压缩机是否有足够的合理的高品质冷冻机油，将直接影响其寿命，冷冻油若进入制冷系统中，特别是进入各换热器中将大大降低其性能。为此，系统中需设置油分离器，根据我单位一直以来使用进口油分离器的情况，德国"ESK"和美国"ALCO"油分离器性能最好，日本"太阳"牌冷冻机油性能、粘度最稳定。
3、高效冷凝蒸发器
相邻的一对不锈钢片波纹方向相反，波纹背线彼此相交构成大量的接触焊点，由于复杂的接触交差网路通道使两侧流体形成紊流，加大提高了换热强度，同时强烈的紊流和光滑的不锈钢表面使钎焊板式热交换的流道内表面不易结垢，采用此换热器后不但系统阻力也降低，而且克服了以往国产大型低温试验箱此部件的尺寸大、换热差、效率低等缺点。
4、高效翅片式蒸发器
翅片式蒸发器比一般蒸发器换热效率高30%，具有美观、小巧、降温快等优点。
5、制冷辅助配件
本设备制冷系统中其他辅助件，如电磁阀、筛检程式等我单位均采用进口名牌配件，以进一步提高设备的可靠性。
做工考究的低温工艺:
1、本设备制冷系统中为了降低设备运行过程中噪音，我司在设计中独家采用进口消声器，有利于改善使用者的工作环境。
2、低温联接管路采用优质无氧铜管、充氮焊接、高保压防泄漏工艺以确保焊接品质;管路的长度、倾斜度、坡度及走向都经过严格的计算，以达到最佳的制冷效果;螺纹连接采用美国"乐泰"厌氧胶密封，基本杜绝国产低温试验设备氟利昂泄漏现象等。
3、高效经济的运行机理(当该冲击箱只作高低温试验时)
由于采用轴流散性风循环系统，工作温度在40℃及其以上的升温段和恒温段均可不开启制冷 系统，从而可节约部份运行费用(一般厂家生产的大型高低温试验设备常常采用离心式风循环系统。由于离心风机在运转过程中，自身做功，产生热效应;加上离心风机产生的风压较大，空气磨擦也会产生热效应，据初步统计，仅此两项热效应就会使工作室温升高达63℃，所以当须做63℃及以下温度点的恒温试验时就必须开启制冷系统才能使工作室内温度得以恒定，在40℃~63℃之间设备运行相当不经济)。
一般厂家生产的高低温试验设备，低温恒温时只是采用简单的冷热对抗即大制冷大加热，使用户运行设备很不经济。我所采取新的制冷能量调节技术，即中央控制器根据不同的温度点自动调节制冷系统产生经济能量，即经济能量对抗经济热量，使设备运行始终处于相对低功耗状态。
根据以上两点，本设备如果运行10年，每年工作200天，每天8小时，其中4小时做高温(其中2小时做45~63℃之间的恒温)，4小时做低温，经我们初步估算:按中国大陆广东省工业用电12元/度计算本设备运行10年则可节省电费约195万元，即10年间本设备无形中为使用单位创造了约195万元的利润。
3、完善的安全保护装置
控制系统检测到下列保护装置(部分)动作时，会自动断电切断整机工作，并进行声光报警提示。
A、系统控制回路保险丝;
B、系统过电流保护装置;
C、附有无熔丝保护开关;
D、超温保护装置;
E、冷冻压缩机超载保护装置;
F、压缩机高低压保护开关;
G、欠相保护开关;
H、故障指示灯;
I、紧急停止开关;
J、控制器设定错误显示及警示。
设备使用条件
1、环境温度:5℃~35℃
2、相对湿度:≤85%RH
3、大气压:86~106K三 主要附件:(以下请供应商填写，谢谢!)
4、周围无强烈振动，无强烈电磁场影响，无高浓度粉尘及易燃、易爆、可挥发性、无腐蚀性的物质，无阳光直射或其他热源直接辐射(相当重要)。
5、试验箱应水准放置于通风良好的试验室内，周围应留有至少15米的空间作 *** 作及维护之用。
6、试验箱附近应有适合排放试验箱溢流水的水沟。
设备要求:
1 本机器用电源a 电源:AC3￠5W 380V 50/60HZ
※电压变动充许值: 定格电压的±10%
b 最大负荷容量: 20 KVA
c 最大电流: 26 A
2 冷冻机冷却水设备:a 进出水管:2/1inch(60A)SGP
b 最小必要水量:9900L/hr(at冷却水温32℃)
c 进水水压:10~40Kg/C㎡G
※冷却水塔筛检程式由本公司提供
进水压力大于40Kg/C㎡G的时候请安装减压阀, 建议在冷却水的配管上安装压力计、温度计以及旁通回路※为了使冷冻机的状态保持一定，本公司要在装置上加压力式流量调整阀，所以请双方协商在冷却塔侧的水压、水温和水量的控制情况
3 自然排水口:a 间接排水管:VP30 1根
※排水管中途不得有凸起，房屋地面不得有极端的倾斜
※排水管由本公司提供，请提供排水口(￠20㎜)主换多股流matlab怎么实现
随着低温制冷技术的不断发展，低温工艺及装备设计制造技术日趋完善，在工业、农业、国防及科研等领域内的作用日益突显，尤其在石油化工、煤化工、天然气、空分等大型成套装备技术领域具有重要地位，已广泛应用于大型液化天然气（LNG）、百万吨化肥、百万吨甲醇、大型气体液化分离等重大系统装备技术工艺流程中。
在LNG工业领域，大力发展LNG产业，提高天然气能源在消费中的比例是调整我国能源结构的重要途径。LNG既是天然气远洋运输的唯一方法，又是天然气调峰的重要手段。随着国内众多LNG工厂的相继投产及沿海LNG接收终端的建设，我国LNG工业进入了高速发展时期，与之相关联的LNG低温制冷装备技术也得到快速发展。LNG液化工艺主要包括天然气预处理、液化、储存、运输、接收、再气化等工艺单元，其中，液化工艺为核心工艺流程，主要应用低温制冷工艺技术制取-162℃低温环境并将天然气液化。根据不同的LNG液化工艺，可设计并加工制造不同的制冷装备，主要包括天然气压缩机、制冷剂压缩机、天然气冷箱、BOG压缩机、气液分离器、大型空冷器、LNG膨胀机、四级节流阀及各种过程控制装备等。储运工艺技术中还包括大型LNG储罐、LNG立式储罐、LNG气化器、LNG潜液泵等。近年来，30万立方米以上LNG系统多采用混合制冷剂板翅式主换热装备及液化工艺技术，60万立方米以上大型LNG系统多采用混合制冷剂缠绕管式主换热装备及液化工艺技术，这两种混合制冷剂LNG液化工艺技术具有集约化程度高、制冷效率高、占地面积小及非常便于自动化管理等优势，已成为大型LNG液化工艺装备领域内的标准性主流选择，在世界范围内已广泛应用。目前，国内的大型LNG装备一般随着成套工艺技术整体进口，包括工艺技术包及主设备专利技术使用费等，造价非常昂贵，后期维护及更换设备的费用同样巨大。由于大型LNG系统装备及主设备大多仍未国产化，即还没有成型的设计标准，因此给LNG制冷装备的设计计算带来了难题。
《液化天然气装备设计技术：液化换热卷》主要围绕LNG混合制冷剂液化工艺及换热工艺中所涉及的主要低温装备，研究开发LNG液化工艺流程中核心主液化装备的设计计算技术，主要包括LNG低温液化混合制冷剂多股流缠绕管式主换热装备、LNG低温液化混合制冷剂多股流板翅式主换热装备、天然气进气压缩机及混合制冷剂压缩机用表面蒸发空冷器、LNG开架式气化器等装备的设计计算技术，为LNG液化、LNG储运、LNG接收及LNG气化等关键环节中所涉及主要设备的设计计算提供可参考样例，并推进LNG系列装备及LNG系统工艺技术的标准化及国产化研究开发进程。此外，近年来由于低温液氮洗、低温甲醇洗等系统工艺技术在低温气体液化分离领域内占比越来越大，应用越来越广泛，而这两套工艺系统内最具特色的装备为大型多股流缠绕管式主换热装备，是目前世界上设计计算难度最大的系列主设备之一，尤其低温液氮用多股流缠绕管式换热器，内含扩散制冷工艺技术且有10股以上低温流体同时进行低温多股流、多相流换热过程，设计计算难度极大，在换热领域内，同LNG低温液化混合制冷剂多股流缠绕管式主换热装备并列为设计计算难度最大的换热装备，本书作者通过多年研究开发，已系统掌握这两种主换热装备的设计计算技术，并通过本书一并呈送相关领域同行借鉴参考。
（1）LNG缠绕管式主换热装备
以目前最流行的MCHE型混合制冷剂LNG液化工艺为例，MCHE主换热器为多股流缠绕管式换热器，主要用于100×104m3/d以上大型LNG液化系统，是整个LNG液化工艺流程中的核心设备，可一次性将36℃天然气冷却至-162℃，并液化。由于MCHE主换热器为工艺型换热器，内含液化工艺，有5种以上混合制冷剂分凝预冷并同时制冷，是一种多股流回热型换热器，也是目前换热器中体积最大、缠绕过程最复杂、设计计算难度最大的换热器。MCHE型缠绕管式换热器管内介质以螺旋方式流动，壳程介质逆流横向交叉通过绕管，换热器层与层之间换热管反向缠绕，管、壳程介质以纯逆流方式进行传热，即使在较低的雷诺数下其流动形态也为湍流，换热系数较高，其结构相对紧凑、耐高压且密封可靠、热膨胀可自行补偿，易实现大型LNG液化作业。美国APCI是LNG领域MCHE最大的供货商，在1977～2013年间，生产了120套LNG装置，其液化能力累计达到43×108t/a。此外，德国Linde公司在近5年内一共生产了累计金属重量达到3120t的多股流缠绕管式换热器应用于LNG工厂。自2010年以来，由兰州交通大学张周卫等主持研究开发LNG缠绕管式换热器等项目，目前，已出版《缠绕管式换热器》专著一部，开发MCHE专用软件一套，申报发明专利12项，发表论文14篇，涉及12类不同温区的缠绕管式换热器，并系统开发了缠绕管式换热器设计计算方法，可用于设计计算LNG专用系统缠绕管式换热器、低温甲醇洗系列缠绕管式换热器、低温液氮洗系列缠绕管式换热器等各种类型缠绕管式换热器。本书给出了专用于计算MCHE型LNG混合制冷剂用缠绕管式换热器的一个计算事例，供相关行业的同行参考。
（2）LNG板翅式换热器
LNG板翅式换热器主要用于30×104m3/d以上大型LNG液化系统，是该系统中的核心设备，一般达到60×104m3/d以上时，采用并联两套的模块化办法，实现LNG系统的大型化。基于板翅式换热器的LNG液化工艺也是目前非常流行的中小型LNG液化系统的主液化工艺。从2013年开始，由兰州交通大学张周卫等开始研究开发大型LNG混合制冷剂用多股流板翅式换热器，并前后开发了LNG混合制冷剂板翅式换热器、LNG一级三股流板翅式换热器、LNG二级四股流板翅式换热器、LNG三级五股流板翅式换热器等系列LNG板翅式换热器，申报发明专利4项。本文根据项目开发情况，给出了LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器设计计算模型，供相关行业的同行参考。
（3）表面蒸发空冷器
表面蒸发空冷器常用于天然气压缩机、混合制冷剂压缩机等出口高温气体的冷却过程，其利用管外水膜的蒸发过程进一步强化管外传热过程，从而达到空冷的效果。基本工作原理是用泵将设备下部水池中的循环冷却水输送到位于水平放置的光管管束上方的喷淋水分配器，由分配器将冷却水向下喷淋到传热管表面，使管外表面形成连续均匀的薄水膜；同时用风机将空气从设备下部空气入口吸入，使空气自下而上流动，横掠水平放置的光管管束。此时传热管的管外换热除依靠水膜与空气流间的显热传递外，管外表面水膜的迅速蒸发吸收了大量的热量，强化了管外传热。由于水具有较高的汽化潜热（1atm时为2386kJ/kg），因此管外表面水膜的蒸发大大强化了管外传热，使设备总体传热效率明显提高。本书根据表面蒸发空冷器强化换热原理，给出了一种表面蒸发空冷器的设计计算方法，仅供参考。
（4）LNG开架式气化器
LNG开架式气化器是用海水作为热媒将液态LNG气化为气体。开架式气化器结构简单，外部接口有LNG入口、气化后的LNG出口以及海水进出口、换热管安装在框架结构内。气化器的基本单元是传热管，由若干传热管组成板状排列，两端与集气管或集液管焊接形成一个管束板，再由若干个管束板组成气化器。LNG从下部总管进入，然后分配到每个小的换热管内，在换热管束内由下向上流动。气化器顶部装有海水分布装置，海水由顶部进入，经分布器分配成薄膜状均匀沿管束外壁下降，同时将热量传递给管内液化天然气，使其加热并气化。本书根据LNG开架式气化器工作原理，给出了一种LNG开架式气化器的设计计算方法，仅供参考。
（5）低温液氮洗用多股流缠绕管式换热器
与LNG缠绕管式换热器设计相关联的低温液氮洗用多股流缠绕管式换热器主要应用于液氮洗工艺，主换热工艺流程主要包括三个阶段，由三个不同换热温区的换热器组成，其中，第一个阶段是将压缩后的高压氮气进行预冷，将42℃高压氮气预冷至-636℃；第二个阶段是将高压氮气及低温甲醇工艺来的净化气从-636℃冷却至-1272℃，为低温液化做准备；第三个阶段是将-1272℃高压氮气冷却至-188℃并液化及将-1272℃净化气冷却至-1882℃，三个过程连续运行并连接成为一个整体式低温液氮回热换热装备。本书给出了低温液氮洗用多股流缠绕管式换热器设计计算模型，供相关行业的同行参考。
本书共分6章，第1章、第2章、第3章由张周卫、郭舜之负责撰写并编辑整理，第4章、第5章、第6章由汪雅红、赵丽负责撰写并编辑整理；全书最后由张周卫统稿。
本书受国家自然科学基金（编号：51666008）、甘肃省财政厅基本科研业务费（编号：214137）、甘肃省自然科学基金（编号：1208RJZA234）等支持，在此表示感谢！
本书按照目前所列装备设计计算开发进度，重点针对5项装备进行研究开发，总结设计计算方法，并与相关行业内的研究人员共同分享。由于水平有限、时间有限及其他原因，本书难免存在不足之处，希望同行及广大读者批评指正。
兰州交通大学
张周卫 郭舜之 汪雅红 赵丽
2017年12月1日
第1章 绪论
液化天然气（LNG）是将天然气冷却至-162℃并液化后得到的液态天然气，常压下储存，经远洋运输至LNG接收站，再气化打入天然气管网，或在LNG陆基工厂将陆地开采的天然气直接液化，经LNG槽车运输至接收站，再气化后打入天然气管网，供城镇居民或工业燃气使用。LNG作为继石油、煤炭、天然气之后的第四类新能源，来源于天然气并成为当今世界能源消耗中的重要部分，是天然气经脱水、脱硫、脱CO2之后的无色透明低温液体，其体积约为气态天然气体积的1/630，重量仅为同体积水的45％左右，通常储存在-162℃、01MPa左右的低温储存罐内。天然气由甲烷、乙烷、丙烷及其他杂质气体等主要成分构成，不同产地的天然气所含气体成分不同，所用的LNG液化工艺及装备依据产量及成分不同而有较大差别。
11 LNG应用领域
LNG是天然气脱除杂质并液化后的产物，作为燃料主要应用于城镇燃气、工业燃料、燃气发电及LNG汽车等领域。由于LNG为低温液体，具有自增压功效，在常温常压下直接将LNG打入自增压容器，并将自增压容器连入管网后，在天然气应用高峰期起到管网增压调峰的作用。
（1）城镇燃气
LNG是一种非常理想的清洁燃料，燃烧后的产物几乎没有环境污染。近年来，随着国家能源结构的不断调整，LNG作为替代煤炭、石油等的主要能源，已广泛应用于城镇燃气等领域。LNG燃烧后产生的二氧化碳和氮氧化合物仅为煤的50％和20％，污染为液化石油气的1/4，煤的1/800。LNG作为管道天然气的调峰气源，可对城市燃气系统进行调峰，保证城市天然气管网安全平稳供气。LNG自增压调峰装置已广泛用于天然气输配系统中，并对民用和工业用气的波动性进行调峰，尤其针对冬季采暖用气调峰具有非常重要的作用。
（2）LNG发电
LNG具有燃烧清洁的特性，已经成为全球新建电厂的主要能源。与煤电相比，LNG发电具有污染少、运行灵活、占地小、消耗低、投资省等优势。日本一直是世界上LNG进口最多的国家，其LNG进口量的75％以上用于发电，用作城市燃气的占20％～23％。韩国也是LNG进口大国，其电力工业是韩国天然气公司的最大客户，所消费的LNG占该国LNG进口总量的50％以上。
（3）工业燃料
应用以LNG作为工业燃料燃气系统，可有效替代燃煤、燃油锅炉等供热设备，节约除尘、脱硫、脱氮等工艺成本，有利于环境保护，提高产品质量、减轻劳动强度，为企业带来良好的经济、社会和环境效益。LNG可应用于造纸、冶金、陶瓷、玻璃等能源消耗较大的行业，上述行业企业往往距离城市或天然气管线较远，或者根本无法连接管道天然气时，使用LNG的优势更加明显。
（4）化工原料
LNG也是一种优质的化工原料。以LNG为原料的一次加工产品主要有合成氨、甲醇、炭黑等近20种，经二次或三次加工后的重要化工产品则包括甲醛、乙酸、碳酸二甲酯等50种以上。与用其他原料相比，以LNG为原料的化工产品装置投资省、能耗低、占地少、人员少、环保性好、运营成本低。
（5）LNG汽车
LNG汽车燃烧排出的一氧化碳、氮氧化物与烃类化合物水平都大大低于汽油、柴油发动机汽车，排放过程不积炭、不磨损，而且具有续驶里程长、燃烧效率高等特点，运营费用很低，是一种环保型汽车，目前国内外都在大力发展LNG汽车。
（6）LNG冷能利用
-162℃低温LNG在1atm（1atm=101325Pa）时转变为常温气态的过程中可提供大量的冷能。LNG在常温下约有836J/kg的冷能，将这些冷能回收，还可以用于多种低温用途上，如使空气分离而制造液态氧、液态氮；液化二氧化碳并制取干冰；制造冷冻食品或为冷冻仓库提供冷量等。
12 LNG工厂国内外发展现状
LNG液化装置具有投资费用大、配套要求严格、 *** 作条件特殊（如 *** 作压力从高压到低压， *** 作温度由环境温度到-162℃等）的特点。LNG液化装置按其生产性质一般分为基本负荷型、调峰型、终站型和卫星站型四种。基本负荷型是指所生产的LNG主要供远离气源的用户使用或出口外运的大型液化装置；调峰型主要建在远离天然气气源的地区，用于液化管输来的天然气；终站型接收站用于接收油轮从基地型LNG生产厂运来的LNG，在站内加以储存和气化后分配给用户；LNG卫星站是一种小型的LNG接收和气化站，用于接收从LNG终端接收站或液化装置用专用汽车槽车来的LNG。
121 国外发展及现状
世界上第一个基本负荷型LNG生产厂于1964年建于阿尔及利亚，之后一批新的基本负荷型LNG生产厂在亚洲、非洲、大洋洲、北美洲等地相继建成。世界上LNG调峰型生产装置约有70多个，美国和加拿大有50多个，欧洲和澳大利亚10多个，这些调峰型装置可储存17×106t的LNG，能液化132×106m3/d的天然气，能气化132×106m3/d的天然气。经过40多年的发展，LNG接收站已遍及日本各地和英国、法国、意大利、西班牙、韩国等国家，世界现有40多个LNG接收站，日本拥有最多，多达30个，美国包括在建的终端站有17个。欧美各国和俄罗斯是通过建全国天然气管网而实现全国城镇燃气化的，而日本基本上是用LNG接收站加LNG卫星站实现全国城镇燃气天然气化的。采用LNG卫星站供应天然气的城镇比例在日本已达20％左右，美国在20世纪80年代初约有22个卫星调峰装置。
122 国内发展及现状
为了推动能源结构变革，改善生态环境、发展经济，近十年来，中国LNG产业开始迅速发展。目前中国已建成运营的LNG工厂有50多座，总液化能力2300×104m3/d，正在建设或调试的有60多座，全部建成后年产能可达208×108m3/d。2001年，我国第一座10×104m3/d小型天然气液化装置—中原LNG工厂在中原油田试运行成功，虽然规模不大，但标志着我国在生产LNG方面迈开了关键的一步。之后，2004年新疆广汇50×106m3/d LNG工厂建成投产，以及2008年宁夏哈纳斯200×104m3/d LNG工厂的建设等项目，标志着我国大规模工业生产LNG的开始，并对国家“西气东输”主干管网以外的广阔市场进行供气。国内LNG工厂大多建在西北及华北地区，其中，西北地区目前已建成LNG工厂13座，产能1110×104m3/d；华北地区目前已建成LNG工厂22座，产能745×104m3/d；华东地区目前已建成LNG工厂3座，产能29×104m3/d；西南地区目前已建成LNG工厂8座，产能272×104m3/d；华南地区目前已建成LNG工厂3座，产能100×104m3/d；东北地区目前已建成LNG工厂3座，产能52×104m3/d。
2000年始建于上海的LNG事故调峰站是我国第一座调峰型天然气液化装置，生产能力为30×104m3/d，储存能力为2×104m3/d，再气化能力为120m3/d，主要用于东海天然气中上游工程因不可抗拒的因素造成停产、冬季调峰时向管网提供可靠的天然气供应等。上海调峰站的建成，开启了我国LNG城镇燃气调峰之路。近些年来，国内陆续建成30×104m3/d LNG调峰站30多座。我国西北部天然气储量丰富，人口稀少；东南沿海天然气储量较少，人口密集，经济发达，因而较西部有更大的LNG需求，仅依靠“西气东输”显然不能满足东南部发展的需要，还需要大量进口海洋LNG。目前，国内沿东南沿海各个省份已建成投运大型LNG接收站6座，总接收能力242 ´107t/a，其中深圳大鹏600万吨/a LNG站是中国第一座投入商业运行的LNG接收站。地处福建、上海、江苏、大连、浙江的5座LNG接收站也相继投产。此外，我国已在青岛等地建有LNG卫星站，我国LNG卫星站设计、建造及陆上运输技术已基本成熟，相关装备可国产化，且价格便宜，具有一定的竞争力。
13 LNG产业链
LNG产业链是一条贯穿天然气产业全过程的投资巨大且技术密集的完整产业链条，主要由天然气勘探开采、天然气预处理、LNG液化、LNG储运、LNG接收、LNG再气化等工艺流程链条组成。除了LNG生产链条外，还包括LNG装备制造业产业链，主要包括LNG系列换热器、天然气压缩机、混合制冷剂压缩机、LNG系列储罐、LNG系列低温阀门等。由陆地或海洋开采的天然气在LNG工厂经过预处理后再进行液化，生产的LNG按照国际贸易流程，通过船运或槽车运输到LNG接收站储存，再气化后经天然气管网送至不同用户。从LNG生产流程来讲，整个LNG产业链主要包括上、中、下游三个环节（图1-1）。
（1）LNG上游产业链
上游产业链主要包括天然气勘探、开发、净化、分离、液化等几个环节。其中，天然气液化是LNG产业链上游中的关键环节。液化的主要作用是持续不断地把原料气液化成为LNG，其主要步骤包括：①预处理工艺，即从天然气原料气中脱水、脱碳、脱硫、脱杂质等；②脱重烃工艺，即脱除天然气中的冷凝温度较高的重烃馏分；③LNG液化工艺，即用深冷剂将原料气冷却并冷凝到-162℃，使其成为液态LNG产品。
（2）LNG中游产业链
中游主要包括LNG储存、装卸、运输、接收等环节，包括LNG储罐和再气化设施及供气主干管网的建设等环节。LNG储存是指LNG被储存在接近1atm的LNG储罐中，最常见的大型LNG储罐有单包容储罐、双包容储罐、全包容储罐等，LNG储罐是LNG液化末端或接收终端的关键设备；LNG运输是指通过LNG槽车或LNG运输船将LNG运送到终端站；LNG接收站是连接终端市场及用户的关键环节。在LNG接收站，LNG通过码头从运输船卸载、储存LNG，然后再气化后变成普通管道气输送至LNG发电厂或通过当地分销网络作为燃料气输送至LNG终端用户。
（3）LNG下游产业链
LNG下游产业链即LNG终端市场用户，主要包括LNG联合循环电站、城市燃气公司、工业锅炉用户、分布式能源站、天然气加气站，以及其他工业燃料或化工原料用户等。另外，可向下延伸至LNG卫星站、LNG加注站及冷能利用等与LNG相关的所有产业。
图1-1 LNG产业链示意
14 LNG产业链各环节主要工艺概述
141 LNG净化工艺
预处理前的天然气在进入长输管线时，其中含有有害杂质及深冷过程中可能凝固的物质，如CO2、H2S、H2O、重烃、汞等，这些杂质气体应在天然气液化之前进行工艺分离，以免在冷却过程中冷凝并堵塞管道及产生严重管路腐蚀。一般工艺流程中，首先，应脱除重烃，然后用醇胺法除去CO2和H2S；其次，用分子筛吸附天然气中的H2O；接着，用脱氧工艺脱除天然气中的O2；最后，在需要的情况下脱汞。
天然气脱水工艺方法主要有变压吸附法，一般采用两个分子筛干燥塔切换吸附与再生流程，交替吸附及脱吸过程，从而达到连续脱除的目的。固体干燥剂种类很多，还可采用氯化钙、硅胶、活性炭、分子筛等。吸附法脱水工艺流程如图1-2所示。
图1-2 吸附法天然气脱水典型工艺流程示意
在天然气预处理过程中，脱除酸性气体CO2、H2S、COS等过程常称为脱硫脱碳过程。常用的脱硫方法有醇胺法、热钾碱法、砜胺法等，其中，醇胺法是利用以胺为溶剂的水溶液，以乙醇胺、二乙醇胺为溶剂，与原料天然气中的酸性气体发生化学反应来脱除酸性气体，其工艺流程见图1-3。
图1-3 醇胺法脱硫装置的典型工艺流程
当汞存在于铝制设备时，铝会与水反应生成白色粉末状的腐蚀产物，严重破坏铝制设备，而且汞还会造成环境污染等危害，所以汞的含量应受到严格的限制，脱除汞的方法是汞与硫在催化反应器中反应。重烃是指C5以上的烃类，在烃类中，分子量由小到大时，其沸点是由低到高变化的，所以在冷凝天然气的循环中，重烃总是先被冷凝，如果未把重烃先分离掉，或在冷凝后分离掉，则重烃将可能冻结从而堵塞设备。重烃在脱水时被分子筛等吸附剂部分脱除，其余的采用深冷分离。天然气是氦的最主要来源，应加以分离利用。采用膜分离和深冷分离相结合的方式脱除，有很高的利用价值。氮气的含量增加会使天然气液化更困难，一般采用最终闪蒸法从LNG中选择性脱除。
142 LNG液化工艺
由于天然气临界温度较低，在常温下不能用压缩的方法使其液化，只有在低温深冷下才能使其变为液体，即原料天然气经净化预处理后，进入换热器进行低温冷冻循环，并冷却至-162℃液化。液化是LNG生产的核心，目前成熟的天然气液化工艺有级联式液化工艺、混合制冷剂液化工艺、带膨胀机的液化工艺等。近年来，大型LNG系统大多采用以混合制冷剂多股流缠绕管式主换热装备作为主液化装备的MCHE型液化流程，主要应用于60×104m3/d以上大型液化系统。30×104m3/d以上大型液化系统一般采用混合制冷剂多股流板翅式主换热装备作为主液化设备。
（1）级联式液化流程
级联式天然气液化工艺（图1-4）是利用低温制冷剂常压下沸点不同，逐级降低制冷温度达到天然气液化目的，一般采用三级制冷，液化流程中各级所用制冷剂分别为丙烷（大气压下沸点-423℃）、乙烯（大气压下沸点-104℃）、甲烷（大气压下沸点-162℃），每个制冷循环设置三个换热器。该液化流程由三级独立的制冷循环组成，第一级丙烷制冷循环为天然气、乙烯和甲烷提供冷量；第二级乙烯制冷循环为天然气和甲烷提供冷量；第三级甲烷制冷循环为天然气提供冷量。
图1-4 级联式天然气液化工艺流程
（2）混合制冷剂液化流程
混合制冷剂制冷循环（MRC）是以C1～C5的烃类化合物及氮气等组分的混合制冷剂为工质，进行逐级冷凝、蒸发、节流制冷，从而得到不同温区的制冷量，使天然气逐步冷却直至液化。混合制冷剂由氮、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷及氮气等组成。
混合制冷剂液化流程主要分为闭式混合制冷剂液化流程（图1-5）、开式混合制冷剂液化流程（图1-6）、丙烷预冷混合制冷剂液化流程（图1-7）、MCHE型混合制冷剂液化流程（图1-8）等多种流程。在闭式液化流程中，制冷循环与天然气液化过程分开并形成独立封闭的制冷循环；在开式液化流程中，天然气既是制冷剂又是需要液化的对象；丙烷预冷液化流程由混合制冷剂循环、丙烷预冷循环、天然气液化回路三部分组成，其中丙烷预冷循环用于混合制冷剂和天然气，混合制冷循环用于深冷和液化天然气；MCHE型混合制冷剂液化流程中，混合制冷剂制冷循环为封闭循环，主液化设备只有一台多股流缠绕管式主换热器（MCHE），天然气从主液化设备MCHE底部进入，从顶部出来时已液化为LNG。MCHE型混合制冷剂液化天然气流程是目前世界范围内最流行的大型LNG液化工艺流程，具有经济节能、能效比高、便于管理、占地面积小等优点。
图1-5 闭式混合制冷剂液化流程
图1-6 开式混合制冷剂液化流程
图1-7 丙烷预冷混合制冷剂液化流程
图1-8 MCHE型混合制冷剂液化工艺流程
（3）带膨胀机的液化工艺
带膨胀机液化是利用高压制冷剂通过透平膨胀机绝热膨胀的克劳特循环制冷并实现天然气液化的目的。气体在膨胀机中膨胀降温的同时，能够输出功，可用于驱动流程中的压缩机。带膨胀机的液化流程分为氮气膨胀液化流程（图1-9）、天然气膨胀液化流程（图1-10）、氮-甲烷膨胀液化流程等。RF代表冻柜，RH代表高冻柜，FR代表框架箱，OT代表开顶箱，TK代表罐式柜，DG代表危险品。
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集装箱是能装载包装或无包装货进行运输，并便于用机械设备进行装卸搬运的一种成组工具。集装箱最大的成功在于其产品的标准化以及由此建立的一整套运输体系。能够让一个载重几十吨的庞然大物实现标准化，并且以此为基础逐步实现全球范围内的船舶、港口、航线、公路、中转站、桥梁、隧道、多式联运相配套的物流系统，这的确堪称人类有史以来创造的伟大奇迹之一。集装箱运输的初期，集装箱的结构和规格各不相同，影响了集装箱在国际上的流通，亟需制定集装箱的国际通用标准，以利于集装箱运输的发展。集装箱标准化，不仅能提高集装箱作为共同运输单元在海、陆、空运输中的通用性和互换性，而且能够提高集装箱运输的安全性和经济性，促进国际集装箱多式联运的发展。
海运广义定义为一切与海有关的经营活动。但发展到目前，我们所在所提起海运，一般意义为海上的交通运输，如散杂货运输、集装箱运输等港到港的海上运输。但是随时航运互联网的发展，特别是近期爱船网以及阿里巴巴等互联网大鳄的发展，后期的海运的定义可能会贯穿海陆，有望发展为门到门的海洋和陆地运输一体化的运输产业。
集装箱是能装载包装或无包装货进行运输，并便于用机械设备进行装卸搬运的一种组成工具。集装箱最大的成功在于其产品的标准化以及由此建立的一整套运输体系。能够让一个载重几十吨的庞然大物实现标准化，并且以此为基础逐步实现全球范围内的船舶、港口、航线、公路、中转站、桥梁、隧道、多式联运相配套的物流系统，这的确堪称人类有史以来创造的伟大奇迹之一。
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