Аутор: Лукас бијикли, производни менаџер портфеља, интегрисани дискови, Р & Д ЦО2 Компресија и топлотне пумпе, Сиеменс Енерги.
Дуго година је интегрисани компресор зупчаника (ИГЦ) технологија по избору за постројења за одвајање ваздуха. То је углавном због своје високе ефикасности, што директно доводи до смањених трошкова за кисеоник, азот и инертни гас. Међутим, растући фокус на декарбонизацију поставља нове захтеве за ИПЦ-ове, посебно у погледу ефикасности и регулаторне флексибилности. Капитални расходи и даље представљају важан фактор за операторе постројења, посебно у малим и средњим предузећима.
Током протеклих неколико година, Сиеменс Енерги је покренуо неколико истраживачких и развојних (Р & Д) пројеката који су усмерени на проширење ИГЦ способности да задовољи променљиве потребе тржишта раздвајања ваздуха. Овај чланак наглашава неке специфичне побољшања дизајна које смо направили и разговарали о томе како се ове промене могу помоћи у испуњавању трошкова наших купаца и цинк цинк цинк-у
Већина јединица за одвајање ваздуха данас су опремљене са два компресора: главни компресор ваздуха (Мац) и појачани компресор ваздуха (БАЦ). Главни ваздушни компресор обично компримира цео проток ваздуха из атмосферског притиска на приближно 6 бара. Део овог тока се затим даље компримира у баку до притиска до 60 бара.
У зависности од извора енергије, компресор се обично вози паром турбина или електромотором. Када користите пару турбину, оба компресора воде исте турбине кроз крајеве двоструке осовине. У класичној шеми је инсталиран интермедијар опремљен између парне турбина и ХАЦ-а (Сл. 1).
У системима погођеног и парној турбином, ефикасност компресора је моћна ручица за декарбонизацију, јер директно утиче на потрошњу енергије јединице. Ово је посебно важно да МГПС покрећу парне турбине, јер се већина топлоте за производњу паре добије у котловима за отпуштање горива.
Иако електрични мотори пружају зеленију алтернативу складиштима турбине, често постоји већа потреба за флексибилношћу контроле. Многе модерне постројења за одвајање ваздуха које су данас грађене су мреже и имају висок ниво коришћења обновљивих извора енергије. У Аустралији, на пример, планира да изгради неколико зелених биљака амонијака које ће користити јединице за одвајање ваздуха (АСУС) за производњу азота за синтезу амонијака и очекује се да ће примати електричну енергију од оближњег ветра и соларних газдинстава. У тим биљкама, регулаторна флексибилност је пресудна за надокнаду природних флуктуација у производњи електричне енергије.
Сиеменс Енерги развио је први ИГЦ (раније познат као ВК) 1948. године. Данас компанија производи више од 2.300 јединица широм света, од којих су многе дизајниране за апликације са проточним стопама у износу од 400.000 м3 / х. Наши модерне МГП-ове имају проток до 1,2 милиона кубика на сат у једној згради. Они укључују верзије без зупчаника конзола компресора са омјером притиска до 2,5 или више у једностепеним верзијама и односа притиска до 6 у серијским верзијама.
Посљедњих година да испуни све веће захтеве за ефикасношћу ИГЦ-а, регулаторном флексибилношћу и капиталним трошковима, донели смо значајне побољшања дизајна која су у наставку сажета.
Променљива ефикасност броја подстицаја који се обично користе у првој Мац позорници повећава се кроз геометрију сечива. Помоћу овог новог ротора, променљива ефикасност до 89% могу се постићи у комбинацији са конвенционалним ЛС дифузорима и преко 90% у комбинацији са новом генерацијом хибридних дифузора.
Поред тога, ротор има мацх број већи од 1.3, који пружа прву фазу са већем степеном густине енергије и компресијом. Ово такође смањује снагу да преноса у три степена МАЦ системи морају пренијети, омогућавајући употребу зупчаника мањих пречника и мењача директних погонских у првим фазама.
У поређењу са традиционалном дифузом у целој дужини ЛС, хибридни дифузор нове генерације има повећану фактор фаза од 2,5% и контрола од 3%. Ово повећање се постиже мешањем сечива (тј. Младе су подељене на целокупне и делимичне секције висине). У овој конфигурацији
Проток излаза између ротора и дифузера смањује се порцијом висине сечива које се налази ближе роторама од сечива конвенционалног дифузера ЛС. Као и код конвенционалног ЛС дифузера, водеће ивице сечива у целој дужини једнако су од ротора како би се избегла интеракција дифузора ротора која може оштетити сечива.
Дјеломично повећање висине сечива ближе ротору такође побољшава правац протока у близини пулсовне зоне. Будући да је водећа ивица одељења за пуно дужине исти пречник као конвенционални ЛС дифузор, линија гаса не утиче, који омогућава шири спектар примене и подешавања.
Ињекција воде укључује убризгавање капљица воде у ваздушни ток у усисној цеви. Капљице испарава и апсорбују топлоту са тока гаса од процеса, чиме се смањују улазне температуре на фазу компресије. То резултира смањењем исентропијских потреба за напајањем и повећањем ефикасности више од 1%.
Отврдњавање механизма зупчаника омогућава вам да повећате дозвољени стрес по површини јединице, што вам омогућава да смањите ширину зуба. То смањује механичке губитке у мењачу до 25%, што је резултирало повећањем укупне ефикасности до 0,5%. Поред тога, главни трошкови компресора могу се смањити за до 1% јер се у великом мењачу се користи мање метала.
Овај ротор може радити са коефицијент протока (φ) до 0,25 и омогућава 6% више главова од 65 степени. Поред тога, коефицијент протока достиже 0,25, а у двоструком протоку дизајна ИГЦ машине, волуметријски проток достиже 1,2 милиона м3 / х или чак 2,4 милиона м3 / х.
Виша вредност ПХИ омогућава употребу мањих ротора пречника на истом току за јачину звука, смањујући трошкове главног компресора до 4%. Пречник ротора прве фазе може се још више смањити.
Висока глава се постиже угао затварача ротора од 75 °, што повећава ободну компоненту брзине на утичницу и на тај начин омогућава вишу главу у складу са Еулеровој једначини.
У поређењу са брзим и високо ефикасним подстицајима, ефикасност ротора је нешто смањена због већих губитака у волуте. То се може надокнадити коришћењем пужа средње величине. Међутим, чак и без ових волуте, променљива ефикасност до 87% може се постићи на Мацху број 1,0 и коефицијента протока од 0,24.
Мања волута вам омогућава да избегнете сударе са другим волутесом када се пречник велике брзине смањи. Оператори могу уштедети трошкове преласком са 6-полног мотора на вишедесечно трополни мотор (1000 о / мим до 1500 о / мин) без прекорачења максималне дозвољене брзине преноса. Поред тога, може смањити материјалне трошкове за спиралне и велике зупчанике.
Све у свему, главни компресор може уштедети до 2% у капиталним трошковима, плус мотор такође може уштедети и 2% у капиталним трошковима. Будући да су компактни волуте нешто мање ефикасни, одлука о томе да их у великој мјери зависи од приоритета клијента (трошкови насупрот ефикасности) и морају се оценити на основу пројекта-по пројекту.
Да бисте повећали контролне могућности, ИГВ се може уградити испред више фаза. Ово је у Старку супротности са претходним ИГЦ пројектима, који су само укључивали ИГВ-ове до прве фазе.
У ранијим иГЦ-у ИГЦ-а, коефицијент вртлога (тј. Угао другог ИгВ-а подељен угао првог ИгВ1) остао је константан без обзира да ли је проток напред (угао> 0 °, смањење главе) или обрнутог вртлога (угао <0). °, повећава притисак). Ово је неповољно, јер знак угла се мења између позитивних и негативних вртлога.
Нова конфигурација омогућава да се два различита вртлошка односа користе када је машина напред и обрнуто Вортек режим, повећавајући тако распон контроле за 4% уз одржавање константне ефикасности.
Укључивањем ЛС дифузор за ротор који се обично користи у БАЦС-у, више фаза ефикасност може се повећати на 89%. То је, у комбинацији са другим побољшањима ефикасности, смањује број фаза БАЦ-а уз одржавање укупне ефикасности обуке. Смањење броја фаза уклања потребу за међухладним, повезаним процесним цевоводима и компонентама ротора и статора, што резултира уштедом трошкова од 10%. Поред тога, у многим случајевима је могуће комбиновати главни компресор за ваздух и појачани компресор у једној машини.
Као што је раније поменуто, обично је потребан преносник између парне турбина и ВАЦ-а. Са новим ИГЦ дизајном из Сиеменс Енерги, овај идлерски зупчаник може се интегрирати у мењач додавањем осовине у празном осовину између зупчане осовине и велике брзине (4 зупчаника). Ово може смањити укупни трошкови на линији (главни компресор плус помоћна опрема) до 4%.
Поред тога, 4-пинионска зупчанике су ефикаснија алтернатива компактним моторима за помицање за прелазак са 6-полних мотора у 4-полне моторе у великим главним ваздушним компресорима (ако постоји могућност судара волуте или ако ће се смањити максимална дозвољена брзина кинона). ) прошлост.
Њихова употреба такође постаје све чешће на неколико тржишта важна за индустријску декарбонизацију, укључујући топлотне пумпе и компресију паре, као и компресију ЦО2 у креирању, искоришћености и складиштењу (ЦЦУС).
Сиеменс Енерги има дугу историју дизајнирања и рада ИГЦ-а. Као што је доказано горе наведеним (и другим) истраживачким и развојним напорима, посвећени смо непрестано иновирањем ових машина да удовољимо јединственим потребама апликације и задовољимо растуће захтеве тржишта за ниже трошкове, повећану ефикасност и повећану одрживост. Кт2
Вријеме поште: 28. априла