Mpanoratra: Lukas Bijikli, Mpitantana Portfolio momba ny vokatra, Drives Integrated Gear, R&D CO2 Compression and Heat Pumps, Siemens Energy.
Nandritra ny taona maro, ny Integrated Gear Compressor (IGC) no teknolojia safidy ho an'ny zavamaniry fanasarahana rivotra. Izany dia noho ny fahombiazany avo lenta, izay mitarika mivantana amin'ny fampihenana ny vidin'ny oksizenina, azota ary entona inert. Na izany aza, ny fitomboan'ny fifantohana amin'ny decarbonization dia mametraka fitakiana vaovao amin'ny IPCs, indrindra amin'ny resaka fahombiazana sy ny flexibility mifehy. Mbola zava-dehibe ho an’ny mpandraharahan’ny orinasa ny fandaniam-bola, indrindra amin’ny orinasa madinika sy salantsalany.
Tao anatin'ny taona vitsivitsy izay, ny Siemens Energy dia nanangana tetikasa fikarohana sy fampandrosoana (R&D) maromaro mikendry ny hanitarana ny fahaizan'ny IGC mba hanomezana fahafaham-po ny filàn'ny tsenan'ny fisarahan'ny rivotra. Ity lahatsoratra ity dia manasongadina fanatsarana manokana nataontsika ary miresaka ny fomba ahafahan'ireo fanovana ireo manampy amin'ny fanatrarana ny vidin'ny mpanjifantsika sy ny tanjon'ny fampihenana ny karbaona.
Ny ankamaroan'ny vondrona fanasarahana rivotra amin'izao fotoana izao dia misy compressor roa: ny compressor an'habakabaka lehibe (MAC) ary ny compressor an'habakabaka boost (BAC). Ny compressor an'habakabaka lehibe mazàna dia manindry ny fikorianan'ny rivotra manontolo manomboka amin'ny tsindrin'ny atmosfera mankany amin'ny 6 bar. Ny ampahany amin'ity fikorianan'ny rivotra ity dia voatsindry bebe kokoa ao amin'ny BAC amin'ny tsindry hatramin'ny 60 bar.
Miankina amin'ny loharano angovo, ny compressor dia matetika entin'ny turbine etona na motera elektrika. Rehefa mampiasa turbine etona, ny compressor roa dia entin'ny turbine mitovy amin'ny tendrony roa. Ao amin'ny rafitra klasika, misy fitaovana mpanelanelana napetraka eo anelanelan'ny turbine etona sy ny HAC (sary 1).
Amin'ny rafitra elektrônika entin'ny turbine etona, ny fahombiazan'ny compressor dia fitaovana mahery vaika ho an'ny decarbonization satria misy fiantraikany mivantana amin'ny fanjifana angovo an'ny vondrona izany. Zava-dehibe indrindra izany ho an'ny MGP entin'ny turbine etona, satria ny ankamaroan'ny hafanana amin'ny famokarana etona dia azo avy amin'ny boiler fôsily.
Na dia manome safidy maitso kokoa ho an'ny turbine etona aza ny motera elektrika, matetika dia ilaina kokoa ny fanaraha-maso. Maro amin'ireo ozinina fanasan-drivotra maoderina aorina amin'izao fotoana izao no mifandray amin'ny tambajotra ary manana angovo azo havaozina avo lenta. Any Aostralia, ohatra, dia misy drafitra hanangana orinasa amoniaka maitso maromaro izay hampiasa ny sampana fanasarahana ny rivotra (ASU) mba hamokarana azota ho an'ny synthesis amoniaka ary antenaina fa hahazo herinaratra avy amin'ny toeram-pambolena rivotra sy masoandro eo akaiky eo. Ao amin'ireo orinasa ireo, ny fahafaha-manara-dalàna dia tena ilaina mba hanonerana ny fiovaovan'ny voajanahary amin'ny famokarana herinaratra.
Ny Siemens Energy dia namolavola ny IGC voalohany (fantatra taloha hoe VK) tamin'ny 1948. Ankehitriny ny orinasa dia mamokatra mihoatra ny 2.300 eran'izao tontolo izao, ny ankamaroan'izy ireo dia natao ho an'ny fampiharana amin'ny taham-pidirana mihoatra ny 400.000 m3/h. Ny MGP maoderina eto amintsika dia manana taham-pikoriana hatramin'ny 1,2 tapitrisa metatra toratelo isan'ora ao anaty trano iray. Anisan'izany ny dikan-teny tsy misy fitaovana amin'ny compressor console miaraka amin'ny tahan'ny tsindry hatramin'ny 2.5 na ambony amin'ny dikan-dingana tokana sy ny tahan'ny tsindry hatramin'ny 6 amin'ny andiany serial.
Tao anatin'ny taona vitsivitsy izay, mba hamenoana ny fitomboan'ny fitakiana ny fahombiazan'ny IGC, ny fahafaha-manara-dalàna sy ny vidin'ny renivola, dia nanao fanatsarana endrika miavaka izahay, izay voafintina etsy ambany.
Ny fahombiazan'ny fiovaovan'ny impeller maromaro izay matetika ampiasaina amin'ny dingana MAC voalohany dia mitombo amin'ny alàlan'ny fanovàna ny geometry lelany. Miaraka amin'ity impeller vaovao ity, ny fahombiazana miovaova hatramin'ny 89% dia azo tratrarina miaraka amin'ny diffuser LS mahazatra ary mihoatra ny 90% miaraka amin'ny taranaka vaovao diffuser hybrid.
Ankoatra izany, ny impeller dia manana isa Mach ambony noho ny 1.3, izay manome ny dingana voalohany amin'ny haavon'ny hery ambony sy ny tahan'ny famatrarana. Izany koa dia mampihena ny hery izay tsy maintsy ampitaina amin'ny rafitra MAC telo-dingana, mamela ny fampiasana fitaovam-pitaterana savaivony kely kokoa sy boaty fiara mivantana amin'ny dingana voalohany.
Raha ampitahaina amin'ny diffuser LS vane nentim-paharazana, ny diffuser hybrid taranaka manaraka dia manana fahombiazana amin'ny sehatra 2.5% ary 3%. Izany fitomboana izany dia azo amin'ny alalan'ny fampifangaroana ny lelany (izany hoe ny lelany dia mizara ho faritra feno haavo sy ampahany amin'ny haavony). Amin'ity fanamafisana ity
Ny fivoahana mikoriana eo anelanelan'ny impeller sy ny diffuser dia mihena amin'ny ampahany amin'ny haavon'ny lelany izay manakaiky kokoa ny impeller noho ny lelan'ny diffuser LS mahazatra. Tahaka ny amin'ny diffuser LS mahazatra, ny sisiny voalohany amin'ny lelany feno dia mitovy elanelana amin'ny impeller mba hialana amin'ny fifandraisan'ny impeller-diffuser izay mety hanimba ny lelany.
Ny fampitomboana amin'ny ampahany ny haavon'ny lelany akaiky kokoa ny impeller dia manatsara ny lalan'ny fikorianan'ny manodidina ny faritra pulsation. Satria mijanona ho mitovy ny savaivony amin'ny diffuser LS mahazatra ny sisiny voalohany amin'ny fizarana vane feno lava, dia tsy misy fiantraikany ny tsipika throttle, mamela ny fampiharana sy ny fanamafisam-peo midadasika kokoa.
Ny tsindrona rano dia ny fampidirana ireo vongan-drano ho any amin'ny rivotry ny rivotra ao amin'ny fantsona fisotro. Mietona sy mitroka hafanana avy amin'ny entona mandeha amin'ny dingan-dava ireo vongan-drano, ka mampihena ny mari-pana miditra mankany amin'ny dingan'ny fanerena. Izany dia miteraka fihenam-bidy amin'ny fitakiana herinaratra isentropika ary fitomboan'ny fahombiazana mihoatra ny 1%.
Ny fanamafisam-peo dia ahafahanao mampitombo ny adin-tsaina azo atao isaky ny faritra iray, izay ahafahanao mampihena ny sakan'ny nify. Izany dia mampihena ny fatiantoka mekanika ao amin'ny gearbox hatramin'ny 25%, ka miteraka fitomboan'ny fahombiazana amin'ny ankapobeny hatramin'ny 0,5%. Ankoatr'izay, ny vidin'ny compressor lehibe dia azo ahena hatramin'ny 1% satria kely kokoa ny metaly ampiasaina amin'ny boaty lehibe.
Ity impeller ity dia afaka miasa miaraka amin'ny coefficient mikoriana (φ) hatramin'ny 0.25 ary manome loha 6% mihoatra ny 65 degre. Ankoatr'izay, ny coefficient mikoriana dia mahatratra 0,25, ary ao amin'ny famolavolana roa-mikoriana ny milina IGC, ny fikorianan'ny volumetric dia mahatratra 1,2 tapitrisa m3 / h na 2,4 tapitrisa m3 / h aza.
Ny sandan'ny phi avo kokoa dia mamela ny fampiasana impeller kely savaivony amin'ny fikorianan'ny volume mitovy, ka mampihena ny vidin'ny compressor lehibe hatramin'ny 4%. Ny savaivony ny dingana voalohany impeller dia azo ahena bebe kokoa.
Ny loha ambony dia tratra amin'ny alàlan'ny 75 ° impeller deflection zoro, izay mampitombo ny circumferential velocity singa ao amin'ny fivoahana ka manome loha ambony kokoa araka ny Euler's equation.
Raha ampitahaina amin'ny impeller avo lenta sy avo lenta, dia mihena kely ny fahombiazan'ny impeller noho ny fatiantoka ambony kokoa amin'ny volute. Afaka manonitra izany amin'ny fampiasana sifotra antonony. Na izany aza, na dia tsy misy ireo volutes ireo aza, dia azo tratrarina amin'ny isa Mach 1.0 ny fahombiazan'ny miovaova hatramin'ny 87% ary ny coefficient mikoriana 0.24.
Ny volute kely kokoa dia ahafahanao misoroka ny fifandonana amin'ny volute hafa rehefa mihena ny savaivony ny fitaovana lehibe. Ny mpandraharaha dia afaka mitahiry ny vidiny amin'ny alàlan'ny fifindrana avy amin'ny motera 6-pole mankany amin'ny motera 4-pole avo kokoa (1000 rpm ka hatramin'ny 1500 rpm) nefa tsy mihoatra ny hafainganam-pandeha ambony indrindra azo atao. Fanampin'izany, afaka mampihena ny vidin'ny fitaovana ho an'ny fitaovam-pitaovana helika sy lehibe.
Amin'ny ankapobeny, ny compressor lehibe dia afaka mitahiry hatramin'ny 2% amin'ny vidin'ny renivohitra, miampy ny maotera dia afaka mitahiry 2% amin'ny vidin'ny renivohitra ihany koa. Satria somary tsy mahomby ny volutes compact, ny fanapahan-kevitra hampiasa azy ireo dia miankina betsaka amin'ny laharam-pahamehan'ny mpanjifa (vidiny vs. fahombiazana) ary tsy maintsy tombanana araka ny tetikasa tsirairay.
Mba hampitomboana ny fahaiza-manara-maso dia azo apetraka eo anoloan'ny dingana maro ny IGV. Mifanohitra tanteraka amin'ireo tetikasa IGC teo aloha izany, izay tsy nahitana afa-tsy IGV hatramin'ny dingana voalohany.
Ao amin'ny iterations teo aloha ny IGC, ny vortex coefficient (izany hoe, ny zoro ny faharoa IGV zaraina amin'ny zoro ny IGV1 voalohany) dia nijanona tsy tapaka na inona na inona ny fikorianan'ny (zoro> 0 °, fampihenana loha) na mivadika vortex (zoro <0). °, mitombo ny tsindry). Manimba izany satria ny famantarana ny zoro dia miova eo amin'ny vortices tsara sy ratsy.
Ny fanamafisam-peo vaovao dia ahafahan'ny tahan'ny vortex roa samy hafa ampiasaina rehefa mandroso sy mivadika vortex ny milina, ka mampitombo 4% ny fifehezana ary mitazona ny fahombiazany tsy tapaka.
Amin'ny fampidirana LS diffuser ho an'ny impeller izay matetika ampiasaina amin'ny BACs, ny fahombiazan'ny dingana maro dia azo ampitomboina ho 89%. Izany, miaraka amin'ny fanatsarana fahombiazana hafa, dia mampihena ny isan'ny dingana BAC raha mitazona ny fahombiazan'ny fiaran-dalamby amin'ny ankapobeny. Ny fampihenana ny isan'ny dingana dia manafoana ny filàna intercooler, ny fantsona entona mifandraika amin'izany, ary ny singa rotor sy stator, ka mitahiry vola 10%. Fanampin'izany, amin'ny tranga maro dia azo atao ny manambatra ny compressor rivotra lehibe sy ny compressor booster amin'ny milina iray.
Araka ny voalaza teo aloha, dia matetika ilaina ny fitaovana mpanelanelana eo anelanelan'ny turbine etona sy ny VAC. Miaraka amin'ny famolavolana IGC vaovao avy amin'ny Siemens Energy, ity fitaovam-pitaterana tsy misy dikany ity dia azo ampidirina ao anaty boaty fametahana amin'ny alàlan'ny fampifangaroana tsorakazo mandefitra eo anelanelan'ny amboarin'ny pinion sy ny fitaovana lehibe (fitaovana 4). Izany dia afaka mampihena ny totalin'ny vidin'ny tsipika (main compressor miampy fitaovana fanampiny) hatramin'ny 4%.
Fanampin'izany, ny fitaovam-pitaterana 4-pinion dia safidy mahomby kokoa amin'ny motera horonam-boky miodina amin'ny motera 6-pole mankany amin'ny motera 4-pole amin'ny compressor rivotra lehibe (raha misy ny mety hisian'ny fifandonana volute na raha mihena ny hafainganam-pandeha ambony indrindra azo atao). ) lasa.
Ny fampiasana azy ireo koa dia lasa mahazatra kokoa amin'ny tsena maromaro manan-danja amin'ny decarbonization indostrialy, ao anatin'izany ny paompy hafanana sy ny fanerena etona, ary koa ny famatrarana CO2 amin'ny fivoaran'ny fitrandrahana karbônina, fampiasana ary fitahirizana (CCUS).
Siemens Energy dia manana tantara lava amin'ny famolavolana sy fampandehanana IGC. Araka ny asehon'ireo ezaka fikarohana sy fampandrosoana etsy ambony (sy ny hafa), dia manolo-tena ny hanavao tsy tapaka ireo milina ireo izahay mba hanomezana ny filana fampiharana tsy manam-paharoa sy hameno ny fitakian'ny tsena amin'ny vidiny ambany kokoa, ny fahombiazan'ny fahombiazana ary ny fitomboan'ny faharetana. KT2
Fotoana fandefasana: Apr-28-2024