Otè: Lukas Bijikli, Manadjè Pòtfolyo Pwodwi, Drive Kovèti pou entegre, R&D CO2 konpresyon ak ponp chalè, Siemens Enèji.
Pou anpil ane, COMPRESSOR nan Kovèti pou entegre (IGC) te teknoloji a nan chwa pou plant separasyon lè. Sa a se sitou akòz efikasite segondè yo, ki dirèkteman mennen nan depans redwi pou oksijèn, azòt ak gaz inaktif. Sepandan, konsantre nan ap grandi sou decarbonization mete nouvo demand sou IPCs, espesyalman an tèm de efikasite ak fleksibilite regilasyon. Depans kapital kontinye ap yon faktè enpòtan pou operatè plant yo, espesyalman nan ti ak mwayen antrepwiz.
Plis pase kèk ane ki sot pase yo, Siemens Enèji te inisye plizyè rechèch ak devlopman (R&D) pwojè ki vize a agrandi kapasite IGC satisfè bezwen yo chanje nan mache a separasyon lè. Atik sa a mete aksan sou kèk amelyorasyon konsepsyon espesifik nou te fè ak diskite sou ki jan chanjman sa yo ka ede satisfè pri kliyan nou yo ak objektif rediksyon kabòn.
Pifò inite separasyon lè jodi a yo ekipe ak de kompresè: yon COMPRESSOR lè prensipal (MAC) ak yon COMPRESSOR lè ranfòse (BAC). COMPRESSOR nan lè prensipal tipikman konprès koule nan lè tout antye de presyon atmosferik a apeprè 6 bar. Yon pòsyon nan koule sa a Lè sa a, se plis konprese nan BAC a nan yon presyon ki rive jiska 60 bar.
Tou depan de sous enèji a, se COMPRESSOR a anjeneral kondwi pa yon turbine vapè oswa yon motè elektrik. Lè w ap itilize yon turbine vapè, tou de kompresè yo kondwi pa turbine a menm nan fen arbr jimo. Nan konplo a klasik, se yon Kovèti pou entèmedyè enstale ant turbine a vapè ak HAC a (Fig. 1).
Nan tou de elektrik kondwi ak vapè sistèm kondwi turbine, efikasite COMPRESSOR se yon levye pwisan pou decarbonization kòm li dirèkteman enpak konsomasyon enèji nan apatman an. Sa a se espesyalman enpòtan pou MGPs kondwi pa turbines vapè, depi pi fò nan chalè a pou pwodiksyon vapè jwenn nan chodyèr fosil gaz-revoke.
Malgre ke motè elektrik bay yon altènatif vèrt nan kondui turbine vapè, gen souvan yon bezwen pi gwo pou fleksibilite kontwòl. Anpil plant modèn separasyon lè yo te bati jodi a yo se kadriyaj ki konekte epi yo gen yon wo nivo nan itilizasyon enèji renouvlab. Nan Ostrali, pou egzanp, gen plan yo bati plizyè plant amonyak vèt ki pral sèvi ak inite separasyon lè (ASUs) yo pwodwi nitwojèn pou sentèz amonyak ak yo atann yo resevwa elektrisite soti nan van ki tou pre ak fèm solè. Nan plant sa yo, fleksibilite regilasyon se kritik pou konpanse pou fluctuations natirèl nan jenerasyon pouvwa.
Siemens Enèji devlope premye IGC a (ansyen li te ye tankou VK) nan 1948. Jodi a konpayi an pwodui plis pase 2,300 inite atravè lemond, anpil nan yo ki yo fèt pou aplikasyon pou ak pousantaj koule ki depase 400,000 m3/h. MGP modèn nou yo gen yon pousantaj koule ki rive jiska 1.2 milyon mèt kib pou chak èdtan nan yon sèl bilding. Men sa yo enkli vèsyon Gearless nan konpresè konsole ak rapò presyon jiska 2.5 oswa pi wo nan yon sèl-etap vèsyon ak rapò presyon jiska 6 nan vèsyon seri.
Nan dènye ane yo, satisfè ogmante demand pou efikasite IGC, fleksibilite regilasyon ak depans kapital, nou te fè kèk amelyorasyon konsepsyon remakab, ki fè yo rezime anba a.
Efikasite nan varyab nan yon kantite enpilseur tipikman itilize nan premye etap nan Mac ogmante pa varye jeyometri a lam. Avèk sa a nouvo tubing, efikasite varyab ki rive jiska 89% kapab reyalize nan konbinezon ak difuzè konvansyonèl LS ak plis pase 90% nan konbinezon ak nouvo jenerasyon an nan difizeur ibrid.
Anplis de sa, tubing a gen yon nimewo Mach ki pi wo pase 1.3, ki bay premye etap la ak yon dansite pouvwa ki pi wo ak rapò konpresyon. Sa a tou diminye pouvwa a ki angrenaj nan twa-etap sistèm MAC dwe transmèt, sa ki pèmèt itilize nan pi piti angrenaj dyamèt ak bwat kondwi dirèk nan premye etap yo.
Konpare ak tradisyonèl plen longè LS difuzè a Vane, pwochen jenerasyon ibrid difuzè a gen yon efikasite etap ogmante nan 2.5% ak faktè kontwòl nan 3%. Sa a se ogmantasyon reyalize pa melanje lam yo (sètadi lam yo yo divize an plen wotè ak seksyon pasyèl-wotè). Nan konfigirasyon sa a
Se pwodiksyon an koule ant tubing a ak difize redwi pa yon pòsyon nan wotè a lam ki sitiye pi pre tubing a pase lam yo nan yon difuzè konvansyonèl LS. Menm jan ak yon difuzè konvansyonèl LS, bor yo ki mennen nan plen longè lam yo se ekidistan ki soti nan tubing a pou fè pou evite entèraksyon tubus-difuzè ki ta ka domaje lam yo.
Pasyèlman ogmante wotè nan lam yo pi pre tubing a tou amelyore direksyon koule tou pre zòn nan pulsasyon. Paske kwen ki mennen nan seksyon an plen longè Vane rete menm dyamèt la kòm yon difuzè konvansyonèl LS, liy lan Acct se afekte, sa ki pèmèt pou yon seri pi laj nan aplikasyon ak akor.
Piki dlo enplike nan enjekte ti gout dlo nan kouran lè a nan tib la pou aspirasyon. Ti gout yo evapore ak absòbe chalè soti nan kouran gaz la pwosesis, kidonk diminye tanperati a Inlet nan etap nan konpresyon. Sa rezilta nan yon rediksyon nan kondisyon pouvwa isentropik ak yon ogmantasyon nan efikasite nan plis pase 1%.
Redi arbr a Kovèti pou pèmèt ou ogmante estrès la akseptab pou chak zòn inite, ki pèmèt ou diminye lajè a dan. Sa a diminye pèt mekanik nan bwat la pa jiska 25%, sa ki lakòz yon ogmantasyon nan efikasite jeneral ki rive jiska 0.5%. Anplis de sa, depans prensipal COMPRESSOR ka redwi pa jiska 1% paske se mwens metal yo itilize nan bwat la gwo.
Sa a tubing ka opere ak yon koyefisyan koule (Φ) ki rive jiska 0.25 epi li bay 6% plis tèt pase 65 degre tubing. Anplis de sa, koyefisyan an koule rive nan 0.25, ak nan konsepsyon an doub-koule nan machin nan IGC, koule nan joje rive nan 1.2 milyon m3/h oswa menm 2.4 milyon m3/h.
Yon pi wo valè PHI pèmèt itilize nan yon tubing dyamèt ki pi piti nan koule nan menm volim, kidonk diminye pri a nan COMPRESSOR prensipal la pa jiska 4%. Ka dyamèt la nan premye etap la tubing dwe redwi menm pi lwen.
Se tèt la pi wo reyalize pa 75 ° ang lan deformation, ki ogmante eleman nan vitès sikonferans nan priz la e konsa bay tèt pi wo dapre ekwasyon Euler la.
Konpare ak gwo vitès ak gwo efikasite, efikasite tubing a se yon ti kras redwi akòz pi wo pèt nan volute la. Sa a ka rekonpanse pou lè l sèvi avèk yon kalmason gwosè mwayen. Sepandan, menm san yo pa sa yo volut, efikasite varyab ki rive jiska 87% kapab reyalize nan yon nimewo Mach nan 1.0 ak yon koyefisyan koule nan 0.24.
Volute ki pi piti a pèmèt ou evite kolizyon ak lòt volut lè dyamèt la nan Kovèti pou la gwo redwi. Operatè yo ka ekonomize depans pa oblije chanje soti nan yon motè 6-poto nan yon pi wo-vitès motè 4-poto (1000 rpm a 1500 rpm) san yo pa depase maksimòm vitès la Kovèti pou admisib. Anplis de sa, li ka diminye depans materyèl pou helical ak gwo angrenaj.
An jeneral, COMPRESSOR prensipal la ka sove jiska 2% nan depans kapital, plis motè a kapab tou sove 2% nan depans kapital la. Paske volut kontra enfòmèl ant yo se yon ti jan mwens efikas, desizyon an yo sèvi ak yo lajman depann sou priyorite kliyan an (pri vs efikasite) epi yo dwe evalye sou yon baz pwojè-pa-pwojè.
Pou ogmante kapasite kontwòl, IGV a ka enstale devan plizyè etap. Sa a se nan kontras stark ak pwojè IGC anvan yo, ki te sèlman enkli IGVs jiska premye faz la.
Nan pi bonè itérations nan IGC a, koyefisyan an toubiyon (sètadi, ang lan nan dezyèm IGV a divize pa ang lan nan premye IGV1 a) rete konstan kèlkeswa si koule a te pi devan (ang> 0 °, diminye tèt) oswa ranvèse toubiyon (ang <0). °, presyon an ogmante). Sa a se dezavantaj paske siy la nan ang lan chanje ant vortè pozitif ak negatif.
Nouvo konfigirasyon an pèmèt de rapò toubiyon diferan yo dwe itilize lè machin nan se nan pi devan ak ranvèse mòd toubiyon, kidonk ogmante seri a kontwòl pa 4% pandan y ap kenbe efikasite konstan.
Pa enkòpore yon difuzè LS pou tubing la souvan itilize nan BACs, efikasite nan milti-etap ka ogmante a 89%. Sa a, konbine avèk amelyorasyon efikasite lòt, diminye kantite etap BAC pandan w ap kenbe efikasite tren an jeneral. Redui kantite etap elimine bezwen pou yon intercooler, ki asosye kanal gaz kanal, ak rotor ak eleman stator, ki kapab lakòz yon ekonomi pri nan 10%. Anplis de sa, nan anpil ka li posib konbine COMPRESSOR nan lè prensipal ak COMPRESSOR a rapèl nan yon sèl machin.
Kòm mansyone pi bonè, se yon Kovèti pou entèmedyè anjeneral obligatwa ant turbine a vapè ak VAC la. Avèk nouvo konsepsyon IGC ki soti nan Siemens Enèji, ka sa a Kovèti pou san sans dwe entegre nan bwat la pa ajoute yon arbr san sans ant arbr a lye ak Kovèti pou la gwo (4 angrenaj). Sa a ka diminye pri a liy total (prensipal COMPRESSOR plis ekipman oksilyè) pa jiska 4%.
Anplis de sa, angrenaj 4-pini yo se yon altènatif pi efikas nan kontra enfòmèl ant motè woulo liv pou oblije chanje soti nan 6-poto a 4-poto motè nan gwo konpresè lè prensipal (si gen yon posibilite nan volute kolizyon oswa si yo pral vitès la maksimòm pinyon akseptab ap redwi). ) sot pase yo.
Itilizasyon yo tou vin pi komen nan plizyè mache enpòtan nan dekarbonizasyon endistriyèl, ki gen ladan ponp chalè ak konpresyon vapè, osi byen ke CO2 konpresyon nan kaptire kabòn, itilizasyon ak depo (CCUs) devlopman yo.
Siemens Enèji gen yon istwa long nan konsepsyon ak opere IGCs. Kòm evidans pi wo a (ak lòt) efò rechèch ak devlopman, nou pran angajman toujou inovasyon machin sa yo satisfè bezwen aplikasyon inik ak satisfè demand yo mache ap grandi pou pi ba pri, ogmante efikasite ak dirab ogmante. KT2
Post tan: Apr-28-2024