HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD.

nu ngarang: Lukas Bijikli, Manajer portopolio produk, Integrated Gear drive, R & D CO2 komprési jeung Pompa Panas, Siemens énergi.
Mangtaun-taun, Integrated Gear Compressor (IGC) mangrupikeun téknologi pilihan pikeun pepelakan pamisahan hawa. Ieu utamana alatan efisiensi tinggi maranéhanana, nu langsung ngabalukarkeun ngurangan waragad pikeun oksigén, nitrogén jeung gas inert. Sanajan kitu, fokus tumuwuh dina dekarbonisasi nempatkeun tungtutan anyar dina IPCs, utamana dina hal efisiensi sarta kalenturan pangaturan. Belanja modal tetep janten faktor penting pikeun operator pabrik, khususna dina usaha leutik sareng sedeng.
Dina sababaraha taun katukang, Siemens Energy parantos ngamimitian sababaraha proyék panalungtikan sareng pamekaran (R&D) anu ditujukeun pikeun ngalegaan kamampuan IGC pikeun nyumponan kabutuhan parobihan pasar pamisahan hawa. Tulisan ieu nyorot sababaraha perbaikan desain khusus anu kami lakukeun sareng ngabahas kumaha parobihan ieu tiasa ngabantosan nyumponan biaya sareng tujuan pangurangan karbon konsumén urang.
Kaseueuran unit pamisahan hawa ayeuna dilengkepan ku dua kompresor: kompresor hawa utama (MAC) sareng kompresor hawa dorongan (BAC). Kompresor hawa utama biasana ngompres sadaya aliran hawa tina tekanan atmosfir dugi ka 6 bar. Hiji bagian tina aliran ieu lajeng salajengna dikomprés dina BAC ka tekanan nepi ka 60 bar.
Gumantung kana sumber énergi, compressor biasana didorong ku turbin uap atanapi motor listrik. Lamun maké turbin uap, duanana compressors didorong ku turbin sarua ngaliwatan tungtung aci kembar. Dina skéma klasik, hiji gear panengah dipasang antara turbin uap jeung HAC (Gbr. 1).
Dina sistem anu didorong ku listrik sareng turbin uap, efisiensi compressor mangrupikeun tuas anu kuat pikeun dekarbonisasi sabab langsung mangaruhan pamakean énergi unit. Ieu hususna penting pikeun MGPs disetir ku turbin uap, saprak lolobana panas pikeun produksi uap dicandak dina boiler bahan bakar fosil.
Sanaos motor listrik nyayogikeun alternatif anu langkung héjo pikeun drive turbin uap, sering aya kabutuhan anu langkung ageung pikeun kalenturan kontrol. Loba tutuwuhan separation hawa modern keur diwangun kiwari anu grid-dihubungkeun jeung boga tingkat luhur pamakéan énérgi renewable. Di Australia, contona, aya rencana pikeun ngawangun sababaraha pabrik amonia héjo anu bakal ngagunakeun unit separation hawa (ASU) pikeun ngahasilkeun nitrogén pikeun sintésis amonia sareng diperkirakeun nampi listrik ti kebon angin sareng surya caket dieu. Di pabrik ieu, kalenturan pangaturan penting pikeun ngimbangan turun naek alami dina pembangkit listrik.
Siemens Energy ngembangkeun IGC munggaran (baheulana kawanoh salaku VK) dina 1948. Dinten parusahaan ngahasilkeun leuwih ti 2.300 unit di sakuliah dunya, loba nu dirancang pikeun aplikasi kalawan laju aliran leuwih ti 400.000 m3 / h. MGPs modern urang boga laju aliran nepi ka 1,2 juta méter kubik per jam dina hiji wangunan. Ieu kaasup versi gearless tina konsol compressors kalawan babandingan tekanan nepi ka 2,5 atawa saluhureuna dina versi single-tahap sarta babandingan tekanan nepi ka 6 dina versi serial.
Dina taun-taun ayeuna, pikeun nyumponan paménta pikeun efisiensi IGC, kalenturan pangaturan sareng biaya modal, kami parantos ngadamel sababaraha perbaikan desain anu kasohor, anu diringkeskeun di handap ieu.
Efisiensi variabel tina sajumlah impeller ilaharna dipaké dina tahap MAC mimiti ngaronjat ku varying géométri sabeulah. Kalayan impeller anyar ieu, efisiensi variabel dugi ka 89% tiasa dihontal dina kombinasi sareng diffuser LS konvensional sareng langkung ti 90% digabungkeun sareng generasi anyar diffuser hibrida.
Sajaba ti éta, impeller ngabogaan angka Mach leuwih luhur ti 1.3, nu nyadiakeun tahap kahiji kalawan dénsitas kakuatan luhur sarta rasio komprési. Ieu ogé ngirangan kakuatan anu kedah ditransmisikeun dina sistem MAC tilu-tahap, ngamungkinkeun panggunaan gears diameter anu langkung alit sareng kotak gear drive langsung dina tahap kahiji.
Dibandingkeun sareng diffuser baling-baling LS full-length tradisional, diffuser hibrid generasi salajengna ngagaduhan efisiensi tahapan ningkat 2.5% sareng faktor kontrol 3%. Kanaékan ieu dihontal ku nyampur bilah (nyaéta bilah dibagi kana bagian jangkungna pinuh sareng jangkungna sawaréh). Dina konfigurasi ieu
Kaluaran aliran antara impeller sareng diffuser dikirangan ku sabagian jangkungna sabeulah anu lokasina langkung caket kana impeller tibatan bilah diffuser LS konvensional. Sapertos diffuser LS konvensional, ujung ngarah tina bilah panjangna sami sareng impeller pikeun nyegah interaksi impeller-diffuser anu tiasa ngaruksak bilah.
Sawaréh ningkatkeun jangkungna bilah ngadeukeutan ka impeller ogé ningkatkeun arah aliran deukeut zona pulsation. Kusabab ujung ngarah tina bagian vane full-panjangna tetep diaméterna sarua salaku diffuser LS konvensional, garis throttle teu kapangaruhan, sahingga pikeun rentang lega tina aplikasi tur tuning.
Suntikan cai ngalibatkeun nyuntikkeun titik-titik cai kana aliran hawa dina tabung nyeuseup. Titisan nguap sareng nyerep panas tina aliran gas prosés, ku kituna ngirangan suhu asup ka tahap komprési. Ieu nyababkeun panurunan dina syarat kakuatan isentropik sareng paningkatan efisiensi langkung ti 1%.
Hardening aci gear ngidinan Anjeun pikeun ngaronjatkeun stress diidinan per unit aréa, nu ngidinan Anjeun pikeun ngurangan lebar huntu. Ieu ngirangan karugian mékanis dina kotak gear dugi ka 25%, nyababkeun paningkatan efisiensi sadayana dugi ka 0,5%. Salaku tambahan, biaya compressor utama tiasa dikirangan dugi ka 1% kusabab kirang logam anu dianggo dina kotak gear ageung.
Impeller ieu tiasa beroperasi sareng koefisien aliran (φ) dugi ka 0,25 sareng nyayogikeun 6% langkung sirah tibatan impeller 65 derajat. Salaku tambahan, koefisien aliran ngahontal 0,25, sareng dina desain aliran ganda tina mesin IGC, aliran volumetrik ngahontal 1,2 juta m3 / jam atanapi bahkan 2,4 juta m3 / jam.
A nilai phi luhur ngamungkinkeun pamakéan impeller diaméterna leutik dina aliran volume sarua, kukituna ngurangan biaya compressor utama nepi ka 4%. Diaméter impeller tahap kahiji bisa ngurangan malah salajengna.
Sirah anu langkung luhur dihontal ku sudut defleksi impeller 75 °, anu ningkatkeun komponén laju circumferential di outlet sahingga nyayogikeun sirah anu langkung luhur dumasar kana persamaan Euler.
Dibandingkeun sareng impeller-speed tinggi sareng efisiensi tinggi, efisiensi impeller rada ngirangan kusabab karugian anu langkung luhur dina volute. Ieu bisa diimbuhan ku ngagunakeun kéong ukuran sedeng. Sanajan kitu, sanajan tanpa volutes ieu, efisiensi variabel nepi ka 87% bisa dihontal dina angka Mach of 1.0 sarta koefisien aliran 0.24.
The volute leutik ngidinan Anjeun pikeun nyingkahan tabrakan jeung volutes séjén nalika diaméter gear badag diréduksi. Operator tiasa ngahemat biaya ku ngalih ti motor 6-kutub ka motor 4-kutub-speed luhur (1000 rpm ka 1500 rpm) tanpa ngaleuwihan laju gear allowable maksimum. Salaku tambahan, éta tiasa ngirangan biaya bahan pikeun gear hélik sareng ageung.
Gemblengna, compressor utama bisa ngahemat nepi ka 2% dina waragad modal, ditambah mesin ogé bisa ngahemat 2% dina waragad modal. Kusabab volutes kompak téh rada kirang efisien, kaputusan ngagunakeun éta gumantung kana prioritas klien urang (biaya vs efisiensi) jeung kudu ditaksir dina dasar proyék-demi-proyék.
Pikeun ningkatkeun kamampuan kontrol, IGV tiasa dipasang di payun sababaraha tahap. Ieu kontras pisan sareng proyék IGC sateuacana, anu ngan ukur kalebet IGV dugi ka fase kahiji.
Dina iterations saméméhna tina IGC, koefisien vortex (ie, sudut IGV kadua dibagi ku sudut IGV1 kahiji) tetep konstan paduli naha aliran éta maju (sudut > 0 °, ngurangan sirah) atawa sabalikna vortex (sudut <0). °, tekanan nambahan). Ieu disadvantageous sabab tanda sudut robah antara vortices positif jeung negatif.
Konfigurasi anyar ngamungkinkeun dua babandingan vortex béda bisa dipaké nalika mesin aya dina modeu vortex maju jeung sabalikna, kukituna ngaronjatkeun rentang kontrol ku 4% bari ngajaga efisiensi konstan.
Ku ngalebetkeun diffuser LS pikeun impeller anu biasa dianggo dina BAC, efisiensi multi-tahap tiasa ningkat kana 89%. Ieu, digabungkeun jeung perbaikan efisiensi sejenna, ngurangan jumlah tahapan BAC bari ngajaga efisiensi karéta sakabéh. Ngurangan jumlah tahap ngaleungitkeun kabutuhan intercooler, pipa gas prosés anu aya hubunganana, sareng komponen rotor sareng stator, nyababkeun penghematan biaya 10%. Salaku tambahan, dina sababaraha kasus kamungkinan ngagabungkeun compressor hawa utama sareng compressor booster dina hiji mesin.
Sakumaha didadarkeun di saméméhna, hiji gear perantara biasana diperlukeun antara turbin uap jeung VAC. Kalayan desain IGC anyar ti Siemens Energy, gear idler ieu tiasa diintegrasikeun kana kotak gear ku cara nambihan aci idler antara aci pinion sareng gear ageung (4 gear). Ieu tiasa ngirangan total biaya garis (kompresor utama ditambah alat bantu) dugi ka 4%.
Sajaba ti, gears 4-pinion mangrupakeun alternatif leuwih efisien keur motor ngagugulung kompak pikeun pindah ti 6-kutub kana 4-kutub motor dina compressors hawa utama badag (lamun aya kamungkinan tabrakan volute atawa lamun speed pinion maksimum diidinan bakal ngurangan). ) kaliwat.
Pamakéanna ogé janten langkung umum di sababaraha pasar anu penting pikeun dekarbonisasi industri, kalebet pompa panas sareng komprési uap, ogé komprési CO2 dina kamajuan newak, pamanfaatan sareng neundeun (CCUS).
Siemens Energy gaduh sajarah panjang dina ngarancang sareng ngoperasikeun IGC. Salaku dibuktikeun ku luhur (jeung lianna) usaha panalungtikan sarta pamekaran, kami komitmen pikeun terus innovating mesin ieu pikeun minuhan kaperluan aplikasi unik tur minuhan tungtutan pasar tumuwuh pikeun waragad handap, ngaronjat efisiensi jeung ngaronjat kelestarian. KT2