ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສາມາດນໍາໃຊ້ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນເພື່ອຂັບລົດເຄື່ອງຈັກຫມຸນ. ຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບວິທີປະເມີນຜົນປະໂຫຍດທີ່ມີທ່າແຮງຂອງການຕິດຕັ້ງເຄື່ອງຂະຫຍາຍສາມາດພົບໄດ້ທີ່ນີ້.
ໂດຍປົກກະຕິໃນອຸດສາຫະກໍາຂະບວນການທາງເຄມີ (CPI), "ພະລັງງານຈໍານວນຫຼວງຫຼາຍຖືກສູນເສຍໄປໃນປ່ຽງຄວບຄຸມຄວາມກົດດັນທີ່ນ້ໍາຄວາມກົດດັນສູງຕ້ອງໄດ້ຮັບການ depressurized" [1]. ອີງຕາມປັດໃຈດ້ານວິຊາການແລະເສດຖະກິດຕ່າງໆ, ມັນອາດຈະຕ້ອງການທີ່ຈະປ່ຽນພະລັງງານນີ້ເຂົ້າໄປໃນພະລັງງານກົນຈັກຫມຸນ, ເຊິ່ງສາມາດນໍາໃຊ້ເພື່ອຂັບເຄື່ອນເຄື່ອງປັ່ນໄຟຫຼືເຄື່ອງຈັກຫມຸນອື່ນໆ. ສໍາລັບນ້ໍາທີ່ບໍ່ສາມາດບີບອັດໄດ້ (ຂອງແຫຼວ), ນີ້ແມ່ນບັນລຸໄດ້ໂດຍໃຊ້ turbine ການຟື້ນຟູພະລັງງານໄຮໂດຼລິກ (HPRT; ເບິ່ງເອກະສານອ້າງອີງ 1). ສໍາລັບທາດແຫຼວທີ່ບີບອັດ (ອາຍແກັສ), ເຄື່ອງຂະຫຍາຍແມ່ນເຄື່ອງທີ່ເຫມາະສົມ.
Expanders ເປັນເທກໂນໂລຍີຜູ້ໃຫຍ່ທີ່ມີຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ປະສົບຜົນສໍາເລັດຫຼາຍຢ່າງເຊັ່ນ: ການຂັດ catalytic ນ້ໍາ (FCC), ຕູ້ເຢັນ, ປ່ຽງເມືອງອາຍແກັສທໍາມະຊາດ, ການແຍກອາກາດຫຼືການປ່ອຍອາຍພິດ. ໃນຫຼັກການ, ກະແສອາຍແກັສທີ່ມີຄວາມກົດດັນຫຼຸດລົງສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຂັບເຄື່ອງຂະຫຍາຍ, ແຕ່ "ຜົນຜະລິດພະລັງງານແມ່ນອັດຕາສ່ວນໂດຍກົງກັບອັດຕາສ່ວນຄວາມກົດດັນ, ອຸນຫະພູມແລະອັດຕາການໄຫຼຂອງກະແສອາຍແກັສ" [2], ເຊັ່ນດຽວກັນກັບຄວາມເປັນໄປໄດ້ທາງດ້ານເຕັກນິກແລະເສດຖະກິດ. ການຂະຫຍາຍການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດ: ຂະບວນການແມ່ນຂຶ້ນກັບປັດໃຈເຫຼົ່ານີ້ແລະປັດໃຈອື່ນໆ, ເຊັ່ນ: ລາຄາພະລັງງານໃນທ້ອງຖິ່ນແລະຄວາມພ້ອມຂອງຜູ້ຜະລິດອຸປະກອນທີ່ເຫມາະສົມ.
ເຖິງແມ່ນວ່າ turboexpander (ເຮັດຫນ້າທີ່ຄ້າຍຄືກັນກັບ turbine) ແມ່ນປະເພດທີ່ຮູ້ຈັກຫຼາຍທີ່ສຸດຂອງເຄື່ອງຂະຫຍາຍ (ຮູບ 1), ມີປະເພດອື່ນໆທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບເງື່ອນໄຂຂະບວນການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ບົດຄວາມນີ້ແນະນໍາປະເພດຕົ້ນຕໍຂອງຕົວຂະຫຍາຍແລະອົງປະກອບຂອງພວກເຂົາແລະສະຫຼຸບວິທີການຜູ້ຈັດການການດໍາເນີນງານ, ທີ່ປຶກສາຫຼືຜູ້ກວດສອບພະລັງງານໃນພະແນກ CPI ຕ່າງໆສາມາດປະເມີນຜົນປະໂຫຍດທາງດ້ານເສດຖະກິດແລະສິ່ງແວດລ້ອມທີ່ມີທ່າແຮງຂອງການຕິດຕັ້ງເຄື່ອງຂະຫຍາຍ.
ມີຫຼາຍຊະນິດຂອງແຖບຕ້ານທານທີ່ແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນເລຂາຄະນິດແລະຫນ້າທີ່. ປະເພດຕົ້ນຕໍແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 2, ແລະແຕ່ລະປະເພດໄດ້ຖືກອະທິບາຍສັ້ນໆຂ້າງລຸ່ມນີ້. ສໍາລັບຂໍ້ມູນເພີ່ມເຕີມ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບກາຟປຽບທຽບສະຖານະການປະຕິບັດການຂອງແຕ່ລະປະເພດໂດຍອີງໃສ່ເສັ້ນຜ່າກາງແລະຄວາມໄວສະເພາະ, ເບິ່ງການຊ່ວຍເຫຼືອ. 3.
Piston turboexpander. Piston ແລະ rotary piston turboexpanders ເຮັດວຽກຄືກັບເຄື່ອງຈັກເຜົາໃຫມ້ພາຍໃນທີ່ປີ້ນກັບກັນ, ດູດອາຍແກັດຄວາມກົດດັນສູງແລະປ່ຽນພະລັງງານທີ່ເກັບໄວ້ຂອງມັນເຂົ້າໄປໃນພະລັງງານຫມຸນຜ່ານ crankshaft.
ລາກຕົວຂະຫຍາຍ turbo. ຕົວຂະຫຍາຍ turbine ຫ້າມລໍ້ປະກອບດ້ວຍຫ້ອງການໄຫຼ concentric ທີ່ມີ fins bucket ຕິດກັບ periphery ຂອງອົງປະກອບ rotating ໄດ້. ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ຖືກອອກແບບໃນລັກສະນະດຽວກັນກັບລໍ້ນ້ໍາ, ແຕ່ພາກສ່ວນຂ້າມຂອງຫ້ອງສູນກາງເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ inlet ກັບ outlet, ອະນຸຍາດໃຫ້ອາຍແກັສຂະຫຍາຍ.
Radial turboexpander. Radial flow turboexpanders ມີ inlet axial ແລະ outlet ເປັນ radial, ອະນຸຍາດໃຫ້ອາຍແກັສທີ່ຈະຂະຫຍາຍ radially ຜ່ານ impeller turbine ໄດ້. ເຊັ່ນດຽວກັນ, ກັງຫັນໄຫຼຕາມແກນຂະຫຍາຍອາຍແກັສຜ່ານລໍ້ turbine, ແຕ່ທິດທາງຂອງການໄຫຼຍັງຄົງຂະຫນານກັບແກນຂອງການຫມຸນ.
ບົດຄວາມນີ້ໄດ້ສຸມໃສ່ການ radial ແລະ axial turboexpanders, ປຶກສາຫາລືປະເພດຍ່ອຍຕ່າງໆຂອງເຂົາເຈົ້າ, ອົງປະກອບ, ແລະເສດຖະກິດ.
turboexpander ສະກັດພະລັງງານຈາກກະແສອາຍແກັສຄວາມກົດດັນສູງແລະປ່ຽນມັນເຂົ້າໄປໃນການໂຫຼດໄດ. ໂດຍປົກກະຕິການໂຫຼດແມ່ນເຄື່ອງອັດຫຼືເຄື່ອງກໍາເນີດໄຟຟ້າທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບ shaft. turboexpander ທີ່ມີ compressor compresses ນ້ໍາໃນພາກສ່ວນອື່ນໆຂອງນ້ໍາຂະບວນການທີ່ຕ້ອງການນ້ໍາ compressed, ດັ່ງນັ້ນການເພີ່ມປະສິດທິພາບໂດຍລວມຂອງພືດໂດຍການນໍາໃຊ້ພະລັງງານທີ່ເສຍໄປ. turboexpander ທີ່ມີການໂຫຼດເຄື່ອງກໍາເນີດໄຟຟ້າຈະປ່ຽນພະລັງງານເປັນໄຟຟ້າ, ເຊິ່ງສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ໃນຂະບວນການຂອງພືດອື່ນໆຫຼືສົ່ງກັບຕາຂ່າຍໄຟຟ້າໃນທ້ອງຖິ່ນເພື່ອຂາຍ.
ເຄື່ອງກໍາເນີດ turboexpander ສາມາດຕິດຕັ້ງໄດ້ທັງ shaft ຂັບໂດຍກົງຈາກລໍ້ turbine ກັບເຄື່ອງກໍາເນີດໄຟຟ້າ, ຫຼືໂດຍຜ່ານເກຍເກຍທີ່ປະສິດທິພາບການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມໄວການປ້ອນຂໍ້ມູນຈາກລໍ້ turbine ກັບເຄື່ອງກໍາເນີດໄຟຟ້າໂດຍຜ່ານອັດຕາສ່ວນເກຍ. turboexpanders ໄດໂດຍກົງສະເຫນີຂໍ້ໄດ້ປຽບໃນປະສິດທິພາບ, ຮອຍຕີນແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການບໍາລຸງຮັກສາ. Gearbox turboexpanders ແມ່ນຫນັກກວ່າແລະຕ້ອງການຮອຍຕີນທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ, ອຸປະກອນເສີມການຫລໍ່ລື່ນ, ແລະການບໍາລຸງຮັກສາປົກກະຕິ.
ການໄຫຼຜ່ານ turboexpanders ສາມາດເຮັດໄດ້ໃນຮູບແບບຂອງ radial ຫຼື axial turbines. ຕົວຂະຫຍາຍການໄຫຼ radial ປະກອບດ້ວຍ inlet axial ແລະ outlet ເປັນ radial ເຊັ່ນວ່າການໄຫຼຂອງອາຍແກັສອອກຈາກ turbine radially ຈາກແກນຂອງການຫມຸນ. turbines axial ອະນຸຍາດໃຫ້ອາຍແກັສທີ່ຈະໄຫຼຕາມແກນຕາມແກນຂອງການຫມຸນ. ກັງຫັນການໄຫຼຂອງແກນສະກັດເອົາພະລັງງານຈາກການໄຫຼຂອງອາຍແກັສຜ່ານ inlet ຄູ່ມື vanes ກັບລໍ້ຂະຫຍາຍ, ທີ່ມີພື້ນທີ່ຕັດແຍກຂອງຫ້ອງການຂະຫຍາຍຕົວຄ່ອຍໆເພີ່ມຂຶ້ນເພື່ອຮັກສາຄວາມໄວຄົງທີ່.
ເຄື່ອງກໍາເນີດ turboexpander ປະກອບດ້ວຍສາມອົງປະກອບຕົ້ນຕໍ: ລໍ້ turbine, bearings ພິເສດແລະເຄື່ອງກໍາເນີດໄຟຟ້າ.
ລໍ້ turbine. ລໍ້ turbine ມັກຈະຖືກອອກແບບໂດຍສະເພາະເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງ aerodynamic. ຕົວແປຂອງແອັບພລິເຄຊັນທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ການອອກແບບລໍ້ turbine ປະກອບມີຄວາມກົດດັນ inlet / outlet, inlet / outlet ອຸນຫະພູມ, ການໄຫຼຂອງປະລິມານ, ແລະຄຸນສົມບັດຂອງນ້ໍາ. ເມື່ອອັດຕາສ່ວນການບີບອັດສູງເກີນໄປທີ່ຈະຫຼຸດລົງໃນຫນຶ່ງຂັ້ນຕອນ, turboexpander ທີ່ມີລໍ້ turbine ຫຼາຍແມ່ນຕ້ອງການ. ລໍ້ turbine ທັງ radial ແລະ axial ສາມາດຖືກອອກແບບເປັນຫຼາຍຂັ້ນຕອນ, ແຕ່ axial turbine wheels ມີຄວາມຍາວຕາມແກນສັ້ນກວ່າແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຫຼາຍ. Multistage radial flow turbines ຕ້ອງການອາຍແກັສທີ່ຈະໄຫຼຈາກ axial ກັບ radial ແລະກັບຄືນໄປບ່ອນ axial, ສ້າງການສູນເສຍ friction ສູງກວ່າ turbines ການໄຫຼຕາມແກນ.
ລູກປືນ. ການອອກແບບ Bearing ແມ່ນສໍາຄັນຕໍ່ການປະຕິບັດງານທີ່ມີປະສິດທິພາບຂອງ turboexpander. ປະເພດລູກປືນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການອອກແບບ turboexpander ແຕກຕ່າງກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງແລະສາມາດປະກອບມີລູກປືນນ້ໍາມັນ, ແບກລູກປືນຂອງແຫຼວ, ລູກປືນແບບດັ້ງເດີມ, ແລະລູກປືນແມ່ເຫຼັກ. ແຕ່ລະວິທີມີຂໍ້ດີ ແລະ ຂໍ້ເສຍຂອງຕົນເອງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 1.
ຜູ້ຜະລິດ turboexpander ຫຼາຍຄົນເລືອກລູກປືນແມ່ເຫຼັກເປັນ "ທາງເລືອກໃນການເລືອກ" ເນື່ອງຈາກຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງພວກເຂົາ. ລູກປືນແມ່ເຫຼັກຮັບປະກັນການທໍາງານທີ່ບໍ່ມີ friction ຂອງອົງປະກອບແບບເຄື່ອນໄຫວຂອງ turboexpander, ຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດໍາເນີນງານແລະການບໍາລຸງຮັກສາຕະຫຼອດຊີວິດຂອງເຄື່ອງຈັກ. ພວກມັນຍັງຖືກອອກແບບເພື່ອທົນທານຕໍ່ລະດັບຄວາມກ້ວາງຂອງການໂຫຼດຕາມແກນ ແລະ radial ແລະສະພາບ overstress. ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເບື້ອງຕົ້ນທີ່ສູງຂຶ້ນຂອງພວກເຂົາຖືກຊົດເຊີຍໂດຍຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນວົງຈອນຊີວິດຕ່ໍາຫຼາຍ.
ໄດນາໂມ. ເຄື່ອງກໍາເນີດໄຟຟ້າໃຊ້ເວລາພະລັງງານຫມຸນຂອງກັງຫັນແລະປ່ຽນເປັນພະລັງງານໄຟຟ້າທີ່ເປັນປະໂຫຍດໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງກໍາເນີດແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ (ເຊິ່ງສາມາດເປັນເຄື່ອງກໍາເນີດໄຟຟ້າ induction ຫຼືເຄື່ອງກໍາເນີດແມ່ເຫຼັກຖາວອນ). ເຄື່ອງກໍາເນີດໄຟຟ້າ induction ມີອັດຕາຄວາມໄວຕ່ໍາ, ດັ່ງນັ້ນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ turbine ຄວາມໄວສູງຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີກ່ອງເກຍ, ແຕ່ສາມາດອອກແບບໃຫ້ກົງກັບຄວາມຖີ່ຂອງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ, ກໍາຈັດຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບການຂັບເຄື່ອນຄວາມຖີ່ຂອງການປ່ຽນແປງ (VFD) ເພື່ອສະຫນອງໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໄດ້. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ເຄື່ອງກໍາເນີດແມ່ເຫຼັກແບບຖາວອນ, ສາມາດຖືກ shaft ໂດຍກົງສົມທົບກັບ turbine ແລະສົ່ງພະລັງງານໄປຫາຕາຂ່າຍໄຟຟ້າໂດຍຜ່ານການຂັບຄວາມຖີ່ຂອງການປ່ຽນແປງ. ເຄື່ອງກໍາເນີດໄຟຟ້າໄດ້ຖືກອອກແບບເພື່ອສົ່ງພະລັງງານສູງສຸດໂດຍອີງໃສ່ພະລັງງານ shaft ທີ່ມີຢູ່ໃນລະບົບ.
ປະທັບຕາ. ປະທັບຕາຍັງເປັນອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນໃນເວລາທີ່ການອອກແບບລະບົບ turboexpander. ເພື່ອຮັກສາປະສິດທິພາບສູງແລະຕອບສະຫນອງມາດຕະຖານສິ່ງແວດລ້ອມ, ລະບົບຕ້ອງໄດ້ຮັບການຜະນຶກເຂົ້າກັນເພື່ອປ້ອງກັນການຮົ່ວໄຫລຂອງອາຍແກັສທີ່ອາດຈະເກີດຂຶ້ນ. Turboexpanders ສາມາດຕິດຕັ້ງດ້ວຍປະທັບຕາແບບເຄື່ອນໄຫວຫຼື static. ປະທັບຕາແບບເຄື່ອນໄຫວ, ເຊັ່ນປະທັບຕາ labyrinth ແລະປະທັບຕາອາຍແກັສແຫ້ງ, ສະຫນອງປະທັບຕາປະມານ shaft rotating, ໂດຍປົກກະຕິລະຫວ່າງລໍ້ turbine, bearings ແລະສ່ວນທີ່ເຫຼືອຂອງເຄື່ອງທີ່ເຄື່ອງກໍາເນີດໄຟຟ້າຕັ້ງຢູ່. ປະທັບຕາແບບໄດນາມິກຫມົດເວລາແລະຕ້ອງການການບໍາລຸງຮັກສາແລະການກວດສອບເປັນປົກກະຕິເພື່ອຮັບປະກັນວ່າພວກມັນເຮັດວຽກຢ່າງຖືກຕ້ອງ. ເມື່ອອົງປະກອບ turboexpander ທັງໝົດຖືກບັນຈຸຢູ່ໃນເຮືອນດຽວ, ການປະທັບຕາແບບຄົງທີ່ສາມາດໃຊ້ເພື່ອປ້ອງກັນການນໍາທີ່ອອກຈາກເຮືອນ, ລວມທັງເຄື່ອງກໍາເນີດໄຟຟ້າ, ໄດແມ່ເຫຼັກ, ຫຼືເຊັນເຊີ. ປະທັບຕາ airtight ເຫຼົ່ານີ້ສະຫນອງການປົກປ້ອງຖາວອນຕໍ່ການຮົ່ວໄຫລຂອງອາຍແກັສແລະບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງມີການບໍາລຸງຮັກສາຫຼືການສ້ອມແປງ.
ຈາກຈຸດຢືນຂອງຂະບວນການ, ຄວາມຕ້ອງການຕົ້ນຕໍໃນການຕິດຕັ້ງເຄື່ອງຂະຫຍາຍແມ່ນການສະຫນອງອາຍແກັສທີ່ມີຄວາມກົດດັນສູງ (ບໍ່ condensable) ໃຫ້ກັບລະບົບຄວາມກົດດັນຕ່ໍາທີ່ມີການໄຫຼພຽງພໍ, ການຫຼຸດລົງຄວາມກົດດັນແລະການນໍາໃຊ້ເພື່ອຮັກສາການເຮັດວຽກປົກກະຕິຂອງອຸປະກອນ. ຕົວກໍານົດການປະຕິບັດງານແມ່ນຮັກສາຢູ່ໃນລະດັບຄວາມປອດໄພແລະປະສິດທິພາບ.
ໃນແງ່ຂອງຫນ້າທີ່ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນ, ຕົວຂະຫຍາຍສາມາດນໍາໃຊ້ເພື່ອທົດແທນປ່ຽງ Joule-Thomson (JT), ເຊິ່ງເອີ້ນກັນວ່າປ່ຽງ throttle. ນັບຕັ້ງແຕ່ປ່ຽງ JT ເຄື່ອນໄປຕາມເສັ້ນທາງ isentropic ແລະຕົວຂະຫຍາຍເຄື່ອນຍ້າຍໄປຕາມເສັ້ນທາງເກືອບ isentropic, ສຸດທ້າຍຫຼຸດລົງ enthalpy ຂອງອາຍແກັສແລະປ່ຽນຄວາມແຕກຕ່າງຂອງ enthalpy ເຂົ້າໄປໃນພະລັງງານ shaft, ດັ່ງນັ້ນການຜະລິດອຸນຫະພູມຕ່ໍາກວ່າປ່ຽງ JT. ນີ້ແມ່ນເປັນປະໂຫຍດໃນຂະບວນການ cryogenic ທີ່ເປົ້າຫມາຍແມ່ນເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນອຸນຫະພູມຂອງອາຍແກັສ.
ຖ້າມີຂອບເຂດຈໍາກັດຕ່ໍາກ່ຽວກັບອຸນຫະພູມຂອງອາຍແກັສຂອງທໍ່ອອກ (ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ, ໃນສະຖານີການບີບອັດທີ່ອຸນຫະພູມຂອງອາຍແກັສຕ້ອງໄດ້ຮັບການຮັກສາໄວ້ຂ້າງເທິງ freezing, hydration, ຫຼືອຸນຫະພູມຕ່ໍາສຸດຂອງການອອກແບບວັດສະດຸ), ຢ່າງຫນ້ອຍຫນຶ່ງເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນຕ້ອງໄດ້ຮັບການເພີ່ມ. ຄວບຄຸມອຸນຫະພູມອາຍແກັສ. ເມື່ອ preheater ຕັ້ງຢູ່ເທິງນ້ໍາຂອງເຄື່ອງຂະຫຍາຍ, ບາງພະລັງງານຈາກອາຍແກັສອາຫານກໍ່ຖືກຟື້ນຕົວຢູ່ໃນຕົວຂະຫຍາຍ, ດັ່ງນັ້ນການເພີ່ມຜົນຜະລິດພະລັງງານຂອງມັນ. ໃນບາງການຕັ້ງຄ່າທີ່ຕ້ອງການການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຂອງເຕົ້າສຽບ, ເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນທີສອງສາມາດຖືກຕິດຕັ້ງຫຼັງຈາກເຄື່ອງຂະຫຍາຍເພື່ອໃຫ້ການຄວບຄຸມໄດ້ໄວຂຶ້ນ.
ໃນຮູບທີ 3 ສະແດງໃຫ້ເຫັນແຜນວາດທີ່ງ່າຍດາຍຂອງແຜນວາດການໄຫຼທົ່ວໄປຂອງເຄື່ອງກໍາເນີດເຄື່ອງຂະຫຍາຍທີ່ມີເຄື່ອງ preheater ທີ່ໃຊ້ແທນວາວ JT.
ໃນການຕັ້ງຄ່າຂະບວນການອື່ນໆ, ພະລັງງານທີ່ຟື້ນຕົວໃນຕົວຂະຫຍາຍສາມາດຖືກໂອນໂດຍກົງກັບເຄື່ອງອັດ. ເຄື່ອງຈັກເຫຼົ່ານີ້, ບາງຄັ້ງເອີ້ນວ່າ "ຜູ້ບັນຊາການ", ປົກກະຕິແລ້ວມີຂັ້ນຕອນການຂະຫຍາຍແລະການບີບອັດເຊື່ອມຕໍ່ໂດຍຫນຶ່ງຫຼືຫຼາຍ shafts, ເຊິ່ງອາດຈະປະກອບມີ gearbox ເພື່ອຄວບຄຸມຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມໄວລະຫວ່າງສອງຂັ້ນຕອນ. ມັນຍັງສາມາດປະກອບມີມໍເຕີເພີ່ມເຕີມເພື່ອໃຫ້ພະລັງງານເພີ່ມເຕີມຕໍ່ກັບຂັ້ນຕອນການບີບອັດ.
ຂ້າງລຸ່ມນີ້ແມ່ນບາງສ່ວນຂອງອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດທີ່ຮັບປະກັນການດໍາເນີນງານທີ່ເຫມາະສົມແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງລະບົບ.
ປ່ຽງ bypass ຫຼືວາວຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນ. ປ່ຽງ bypass ອະນຸຍາດໃຫ້ດໍາເນີນການຕໍ່ໄປໃນເວລາທີ່ turboexpander ບໍ່ປະຕິບັດງານ (ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ, ສໍາລັບການບໍາລຸງຮັກສາຫຼືສຸກເສີນ), ໃນຂະນະທີ່ປ່ຽງການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການດໍາເນີນງານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເພື່ອສະຫນອງອາຍແກັສເກີນໃນເວລາທີ່ການໄຫຼເຂົ້າທັງຫມົດເກີນຄວາມສາມາດອອກແບບຂອງເຄື່ອງຂະຫຍາຍ.
ປ່ຽງປິດສຸກເສີນ (ESD). ປ່ຽງ ESD ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສະກັດກັ້ນການໄຫຼຂອງອາຍແກັສເຂົ້າໄປໃນເຄື່ອງຂະຫຍາຍໃນເວລາສຸກເສີນເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການເສຍຫາຍທາງກົນຈັກ.
ເຄື່ອງມືແລະການຄວບຄຸມ. ຕົວແປທີ່ສໍາຄັນເພື່ອຕິດຕາມກວດກາປະກອບມີຄວາມກົດດັນ inlet ແລະ outlet, ອັດຕາການໄຫຼ, ຄວາມໄວການຫມຸນ, ແລະຜົນຜະລິດພະລັງງານ.
ຂັບລົດດ້ວຍຄວາມໄວເກີນກຳນົດ. ອຸປະກອນຕັດການໄຫຼເຂົ້າ turbine, ເຮັດໃຫ້ turbine rotor ຊ້າລົງ, ດັ່ງນັ້ນການປົກປ້ອງອຸປະກອນຈາກຄວາມໄວຫຼາຍເກີນໄປເນື່ອງຈາກສະພາບຂະບວນການທີ່ບໍ່ຄາດຄິດທີ່ຈະທໍາລາຍອຸປະກອນ.
ວາວຄວາມປອດໄພຄວາມກົດດັນ (PSV). PSVs ມັກຈະຖືກຕິດຕັ້ງຫຼັງຈາກ turboexpander ເພື່ອປົກປ້ອງທໍ່ແລະອຸປະກອນຄວາມກົດດັນຕ່ໍາ. PSV ຕ້ອງໄດ້ຮັບການອອກແບບເພື່ອທົນຕໍ່ສະຖານະການທີ່ຮຸນແຮງທີ່ສຸດ, ເຊິ່ງໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວປະກອບມີຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງວາວ bypass ເພື່ອເປີດ. ຖ້າຕົວຂະຫຍາຍຖືກເພີ່ມໃສ່ສະຖານີການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ, ທີມງານອອກແບບຂະບວນການຕ້ອງກໍານົດວ່າ PSV ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວໃຫ້ການປົກປ້ອງທີ່ພຽງພໍ.
ເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນ. ເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນຊົດເຊີຍການຫຼຸດລົງຂອງອຸນຫະພູມທີ່ເກີດຈາກອາຍແກັສຜ່ານ turbine, ສະນັ້ນອາຍແກັສຕ້ອງໄດ້ຮັບການ preheated. ຫນ້າທີ່ຕົ້ນຕໍຂອງມັນແມ່ນເພື່ອເພີ່ມອຸນຫະພູມຂອງການໄຫຼຂອງອາຍແກັສທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນເພື່ອຮັກສາອຸນຫະພູມຂອງອາຍແກັສທີ່ປ່ອຍໃຫ້ຕົວຂະຫຍາຍສູງກວ່າມູນຄ່າຕໍາ່ສຸດທີ່. ຜົນປະໂຫຍດອີກຢ່າງຫນຶ່ງຂອງການເພີ່ມອຸນຫະພູມແມ່ນການເພີ່ມຜົນຜະລິດພະລັງງານເຊັ່ນດຽວກັນກັບການປ້ອງກັນການກັດກ່ອນ, ການຂົ້ນ, ຫຼືນ້ໍາທີ່ອາດຈະສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຫົວຂອງອຸປະກອນ. ໃນລະບົບທີ່ບັນຈຸເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນ (ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 3), ອຸນຫະພູມອາຍແກັສປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນຄວບຄຸມໂດຍການຄວບຄຸມການໄຫຼຂອງຂອງແຫຼວຄວາມຮ້ອນເຂົ້າໄປໃນ preheater ໄດ້. ໃນບາງການອອກແບບ, ເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນ flame ຫຼືເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນໄຟຟ້າສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ແທນທີ່ຈະເປັນເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນ. ເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນອາດຈະມີຢູ່ໃນສະຖານີວາວ JT ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ, ແລະການເພີ່ມເຄື່ອງຂະຫຍາຍອາດຈະບໍ່ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຕິດຕັ້ງເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນເພີ່ມເຕີມ, ແຕ່ເປັນການເພີ່ມການໄຫຼຂອງນ້ໍາຮ້ອນ.
ລະບົບອາຍແກັສຂອງນໍ້າມັນທີ່ຫລໍ່ລື່ນແລະປະທັບຕາ. ດັ່ງທີ່ໄດ້ກ່າວມາຂ້າງເທິງ, ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສາມາດນໍາໃຊ້ການອອກແບບປະທັບຕາທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຊິ່ງອາດຈະຕ້ອງການນ້ໍາມັນຫລໍ່ລື່ນແລະທາດອາຍຜິດປະທັບຕາ. ຖ້າເປັນໄປໄດ້, ນ້ຳມັນເຄື່ອງຕ້ອງຮັກສາຄຸນນະພາບສູງ ແລະຄວາມບໍລິສຸດ ເມື່ອຕິດຕໍ່ກັບທາດອາຍແກັສໃນຂະບວນການ, ແລະລະດັບຄວາມໜຽວຂອງນ້ຳມັນຕ້ອງຢູ່ພາຍໃນຂອບເຂດການເຮັດວຽກທີ່ຕ້ອງການຂອງລູກປືນທີ່ຫລໍ່ລື່ນ. ລະບົບອາຍແກັສທີ່ຜະນຶກເຂົ້າກັນແມ່ນປົກກະຕິແລ້ວມີອຸປະກອນການຫລໍ່ລື່ນນ້ໍາມັນເພື່ອປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ນ້ໍາມັນອອກຈາກກ່ອງລູກປືນເຂົ້າໄປໃນປ່ອງຂະຫຍາຍ. ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກພິເສດຂອງ companders ທີ່ໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກໍາ hydrocarbon, ນ້ໍາມັນຫລໍ່ລື່ນແລະລະບົບອາຍແກັສປະທັບຕາໄດ້ຖືກອອກແບບໂດຍປົກກະຕິ API 617 [5] ພາກທີ 4 ສະເພາະ.
ຂັບຄວາມຖີ່ຕົວແປ (VFD). ເມື່ອເຄື່ອງກໍາເນີດໄຟຟ້າຖືກ induction, VFD ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນເປີດເພື່ອປັບສັນຍານກະແສໄຟຟ້າສະຫຼັບ (AC) ໃຫ້ກົງກັບຄວາມຖີ່ຂອງຜົນປະໂຫຍດ. ໂດຍປົກກະຕິ, ການອອກແບບໂດຍອີງໃສ່ຄວາມຖີ່ຂອງການຂັບຂີ່ທີ່ປ່ຽນແປງໄດ້ມີປະສິດທິພາບໂດຍລວມສູງກວ່າການອອກແບບທີ່ໃຊ້ກ່ອງເກຍຫຼືອົງປະກອບກົນຈັກອື່ນໆ. ລະບົບທີ່ອີງໃສ່ VFD ຍັງສາມາດຮອງຮັບການປ່ຽນແປງຂະບວນການທີ່ກວ້າງກວ່າທີ່ສາມາດສົ່ງຜົນໃຫ້ການປ່ຽນແປງຄວາມໄວຂອງ shaft ຂະຫຍາຍໄດ້.
ການສົ່ງຜ່ານ. ການອອກແບບຕົວຂະຫຍາຍບາງອັນໃຊ້ກ່ອງເກຍເພື່ອຫຼຸດຄວາມໄວຂອງຕົວຂະຫຍາຍໄປສູ່ຄວາມໄວການຈັດອັນດັບຂອງເຄື່ອງກໍາເນີດ. ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງການນໍາໃຊ້ເກຍແມ່ນຕ່ໍາປະສິດທິພາບໂດຍລວມແລະດັ່ງນັ້ນຜົນຜະລິດພະລັງງານຕ່ໍາ.
ເມື່ອກະກຽມຄໍາຮ້ອງຂໍສໍາລັບວົງຢືມ (RFQ) ສໍາລັບຕົວຂະຫຍາຍ, ວິສະວະກອນຂະບວນການທໍາອິດຕ້ອງກໍານົດເງື່ອນໄຂການດໍາເນີນງານ, ລວມທັງຂໍ້ມູນຕໍ່ໄປນີ້:
ວິສະວະກອນກົນຈັກມັກຈະເຮັດສໍາເລັດຂໍ້ມູນຈໍາເພາະຂອງເຄື່ອງກໍາເນີດເຄື່ອງຂະຫຍາຍການຂະຫຍາຍແລະຂໍ້ມູນສະເພາະໂດຍນໍາໃຊ້ຂໍ້ມູນຈາກວິຊາວິສະວະກໍາອື່ນໆ. ວັດສະດຸປ້ອນເຫຼົ່ານີ້ອາດຈະປະກອບມີດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ຂໍ້ກໍານົດດັ່ງກ່າວຍັງຕ້ອງປະກອບມີບັນຊີລາຍຊື່ຂອງເອກະສານແລະຮູບແຕ້ມທີ່ສະຫນອງໃຫ້ໂດຍຜູ້ຜະລິດເປັນສ່ວນຫນຶ່ງຂອງຂະບວນການຊື້ແລະຂອບເຂດການສະຫນອງ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບຂັ້ນຕອນການທົດສອບການນໍາໃຊ້ຕາມຄວາມຕ້ອງການຂອງໂຄງການ.
ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ ຂໍ້ມູນດ້ານວິຊາການທີ່ຜູ້ຜະລິດສະໜອງໃຫ້ໂດຍພາກສ່ວນໜຶ່ງຂອງຂະບວນການປະມູນຄວນປະກອບມີອົງປະກອບດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ຖ້າລັກສະນະໃດໆຂອງຂໍ້ສະເຫນີແຕກຕ່າງຈາກຂໍ້ກໍານົດຕົ້ນສະບັບ, ຜູ້ຜະລິດຍັງຕ້ອງໃຫ້ບັນຊີລາຍຊື່ຂອງ deviations ແລະເຫດຜົນສໍາລັບການ deviations.
ເມື່ອໄດ້ຮັບຂໍ້ສະເໜີແລ້ວ, ທີມງານພັດທະນາໂຄງການຈະຕ້ອງທົບທວນຄືນຄຳຮ້ອງຂໍການປະຕິບັດຕາມ ແລະ ກຳນົດວ່າຄວາມແຕກຕ່າງແມ່ນຖືກຕ້ອງຕາມທາງດ້ານວິຊາການຫຼືບໍ່.
ການພິຈາລະນາທາງດ້ານວິຊາການອື່ນໆທີ່ຈະພິຈາລະນາໃນເວລາທີ່ການປະເມີນການສະເຫນີປະກອບມີ:
ສຸດທ້າຍ, ການວິເຄາະເສດຖະກິດຕ້ອງໄດ້ຮັບການປະຕິບັດ. ເນື່ອງຈາກວ່າທາງເລືອກທີ່ແຕກຕ່າງກັນອາດຈະເຮັດໃຫ້ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເບື້ອງຕົ້ນແຕກຕ່າງກັນ, ແນະນໍາໃຫ້ເຮັດການວິເຄາະກະແສເງິນສົດຫຼືວົງຈອນຊີວິດເພື່ອປຽບທຽບເສດຖະກິດໄລຍະຍາວຂອງໂຄງການແລະຜົນຕອບແທນຂອງການລົງທຶນ. ຕົວຢ່າງ, ການລົງທຶນເບື້ອງຕົ້ນທີ່ສູງຂຶ້ນອາດຈະຖືກຊົດເຊີຍໃນໄລຍະຍາວໂດຍການເພີ່ມຜົນຜະລິດຫຼືຄວາມຕ້ອງການບໍາລຸງຮັກສາຫຼຸດລົງ. ເບິ່ງ "ເອກະສານອ້າງອີງ" ສໍາລັບຄໍາແນະນໍາກ່ຽວກັບປະເພດຂອງການວິເຄາະນີ້. 4.
ທຸກໆຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ turboexpander-generator ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຄິດໄລ່ພະລັງງານທັງຫມົດໃນເບື້ອງຕົ້ນເພື່ອກໍານົດຈໍານວນທັງຫມົດຂອງພະລັງງານທີ່ມີຢູ່ທີ່ສາມາດຟື້ນຕົວໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສະເພາະໃດຫນຶ່ງ. ສໍາລັບເຄື່ອງກໍາເນີດ turboexpander, ທ່າແຮງພະລັງງານໄດ້ຖືກຄິດໄລ່ເປັນຂະບວນການ isentropic ( entropy ຄົງທີ່). ນີ້ແມ່ນສະຖານະການ thermodynamic ທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການພິຈາລະນາຂະບວນການ adiabatic ປີ້ນກັບກັນໂດຍບໍ່ມີການ friction, ແຕ່ວ່າມັນເປັນຂະບວນການທີ່ຖືກຕ້ອງສໍາລັບການປະເມີນທ່າແຮງພະລັງງານຕົວຈິງ.
ພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງ isentropic (IPP) ຖືກຄິດໄລ່ໂດຍການຄູນຄວາມແຕກຕ່າງກັນຂອງ enthalpy ສະເພາະຢູ່ທີ່ inlet ແລະ outlet ຂອງ turboexpander ແລະຄູນຜົນໄດ້ຮັບໂດຍອັດຕາການໄຫຼຂອງມະຫາຊົນ. ພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງນີ້ຈະສະແດງອອກເປັນປະລິມານ isentropic (ສົມຜົນ (1)):
IPP = ( hinlet – h(i,e)) × ṁ x ŋ (1)
ບ່ອນທີ່ h(i,e) ແມ່ນ enthalpy ສະເພາະໂດຍຄໍານຶງເຖິງອຸນຫະພູມຂອງ outlet isentropic ແລະ ṁແມ່ນອັດຕາການໄຫຼຂອງມະຫາຊົນ.
ເຖິງແມ່ນວ່າພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງ isentropic ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຄາດຄະເນພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງ, ລະບົບທີ່ແທ້ຈິງທັງຫມົດກ່ຽວຂ້ອງກັບການ friction, ຄວາມຮ້ອນ, ແລະການສູນເສຍພະລັງງານອື່ນໆ. ດັ່ງນັ້ນ, ເມື່ອຄິດໄລ່ທ່າແຮງພະລັງງານຕົວຈິງ, ຂໍ້ມູນການປ້ອນຂໍ້ມູນເພີ່ມເຕີມຕໍ່ໄປນີ້ຄວນຖືກພິຈາລະນາ:
ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ turboexpander ສ່ວນໃຫຍ່, ອຸນຫະພູມໄດ້ຖືກຈໍາກັດຕ່ໍາສຸດເພື່ອປ້ອງກັນບັນຫາທີ່ບໍ່ຕ້ອງການເຊັ່ນທໍ່ freezing ທີ່ໄດ້ກ່າວມາກ່ອນຫນ້ານີ້. ບ່ອນທີ່ອາຍແກັສທໍາມະຊາດໄຫຼ, hydrates ເກືອບສະເຫມີ, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າທໍ່ລົງລຸ່ມຂອງ turboexpander ຫຼື throttle valve ຈະແຊ່ແຂງພາຍໃນແລະພາຍນອກຖ້າຫາກວ່າອຸນຫະພູມຂອງ outlet ຫຼຸດລົງຕ່ໍາກວ່າ 0 ° C. ການສ້າງກ້ອນສາມາດສົ່ງຜົນໃຫ້ມີການຈໍາກັດການໄຫຼແລະສຸດທ້າຍປິດລະບົບເພື່ອ defrost. ດັ່ງນັ້ນ, ອຸນຫະພູມຊ່ອງສຽບ "ທີ່ຕ້ອງການ" ຖືກໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ສະຖານະການພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງທີ່ແທ້ຈິງກວ່າ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ສໍາລັບທາດອາຍຜິດເຊັ່ນ hydrogen, ຂອບເຂດຈໍາກັດຂອງອຸນຫະພູມຕ່ໍາຫຼາຍເນື່ອງຈາກວ່າ hydrogen ບໍ່ມີການປ່ຽນແປງຈາກອາຍແກັສເປັນຂອງແຫຼວຈົນກ່ວາມັນໄປຮອດອຸນຫະພູມ cryogenic (-253 ° C). ໃຊ້ອຸນຫະພູມຊ່ອງສຽບທີ່ຕ້ອງການເພື່ອຄິດໄລ່ enthalpy ສະເພາະ.
ປະສິດທິພາບຂອງລະບົບ turboexpander ຍັງຕ້ອງໄດ້ຮັບການພິຈາລະນາ. ອີງຕາມເຕັກໂນໂລຢີທີ່ໃຊ້, ປະສິດທິພາບຂອງລະບົບສາມາດແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, turboexpander ທີ່ໃຊ້ເຄື່ອງມືຫຼຸດຜ່ອນເພື່ອໂອນພະລັງງານຫມຸນຈາກ turbine ໄປຫາເຄື່ອງກໍາເນີດໄຟຟ້າຈະປະສົບກັບການສູນເສຍ friction ຫຼາຍກ່ວາລະບົບທີ່ໃຊ້ການຂັບເຄື່ອນໂດຍກົງຈາກ turbine ກັບເຄື່ອງກໍາເນີດໄຟຟ້າ. ປະສິດທິພາບໂດຍລວມຂອງລະບົບ turboexpander ແມ່ນສະແດງອອກເປັນເປີເຊັນແລະຖືກພິຈາລະນາໃນເວລາທີ່ການປະເມີນທ່າແຮງພະລັງງານຕົວຈິງຂອງ turboexpander. ທ່າແຮງພະລັງງານຕົວຈິງ (PP) ແມ່ນຄິດໄລ່ດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
PP = ( hinlet – hexit) × ṁ x ṅ (2)
ຂໍໃຫ້ເບິ່ງການນໍາໃຊ້ການບັນເທົາຄວາມກົດດັນອາຍແກັສທໍາມະຊາດ. ABC ດໍາເນີນການແລະຮັກສາສະຖານີຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນທີ່ຂົນສົ່ງອາຍແກັສທໍາມະຊາດຈາກທໍ່ຕົ້ນຕໍແລະແຈກຢາຍໃຫ້ເທດສະບານທ້ອງຖິ່ນ. ຢູ່ທີ່ສະຖານີນີ້, ຄວາມກົດດັນຂອງ inlet ອາຍແກັສແມ່ນ 40 bar ແລະຄວາມກົດດັນຂອງ outlet ແມ່ນ 8 bar. ອຸນຫະພູມອາຍແກັສ inlet preheated ແມ່ນ 35 ° C, ເຊິ່ງ preheats ອາຍແກັສເພື່ອປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ທໍ່ແຊ່ແຂງ. ດັ່ງນັ້ນ, ອຸນຫະພູມຂອງອາຍແກັສຂອງເຕົ້າສຽບຕ້ອງຖືກຄວບຄຸມເພື່ອບໍ່ໃຫ້ມັນຕໍ່າກວ່າ 0 ° C. ໃນຕົວຢ່າງນີ້ພວກເຮົາຈະໃຊ້ 5 ° C ເປັນອຸນຫະພູມຕ່ໍາສຸດຂອງ outlet ເພື່ອເພີ່ມປັດໄຈຄວາມປອດໄພ. ອັດຕາການໄຫຼຂອງອາຍແກັສ volumetric ປົກກະຕິແມ່ນ 50,000 Nm3 / h. ເພື່ອຄິດໄລ່ທ່າແຮງພະລັງງານ, ພວກເຮົາຈະສົມມຸດວ່າອາຍແກັສທັງຫມົດໄຫຼຜ່ານຕົວຂະຫຍາຍ turbo ແລະຄິດໄລ່ຜົນຜະລິດພະລັງງານສູງສຸດ. ການຄາດຄະເນຄວາມສາມາດຜະລິດພະລັງງານທັງຫມົດໂດຍການຄິດໄລ່ດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ເວລາປະກາດ: 25-25 ພຶດສະພາ 2024