Современное состояние применения турбодетандеров на газопотребляющих промышленных объектах

1 Пункты, которые включаются в наш базовый объем поставки

 1 шт.  Быстрозапорный клапан

Для детандера предусмотрен быстрозапорный клапан в комплекте с собственным пневматическим приводом.

Материал – углеродистая сталь, класс герметичности V, тип бабочка, с выступами, время закрытия 0,5 с, без механизма позиционирования, с концевыми выключателями.

Размер и расчетная производительность быстрозапорного клапана составляют 16″ и 300 фунтов (136.08 кг) соответственно.

1 шт.  Регулирующий пусковой клапан Ду 2″

Для детандера предусмотрен регулирующий клапан в комплекте с собственным пневматическим приводом.

Он устанавливается параллельно с быстрозапорным клапаном для обеспечения плавного запуска детандера и соответствующей связи генератора с сетью.

Материал – углеродистая сталь, класс герметичности IV, шаровый, со сварным соединением, оснащенный с механизмом позиционирования и концевыми выключателями.

Размер и расчетная производительность регулирующего клапана составляют 2″ и 300 фунтов (136.08 кг) соответственно.

1 комплект Специальные инструменты для монтажа, ввода в эксплуатацию и обслуживания

Это включает специальные инструменты в соответствии с перечнем компании «»

1 комплект Набор конических фильтров и катушек

Компания предоставляет конический фильтр для установки на всасывающей линии детандера, оснащенный 1 датчиком перепада давления (1 для контроля/сигнализации и останова)

1x фильтр грубой очистки детандера 16″ из нержавеющей стали, для детандера

Кроме того, компания предоставляет также катушку для снятия фильтра грубой очистки детандера

1x катушка детандера 16″ — 600 фунтов (272,16 кг) из углеродистой стали, для детандера

1 шт.  Синхронный генератор для одноступенчатого детандера

• Номинальная мощность 6,6 МВт (110 % от максимальной мощности на соединении с генератором)
• Бесщеточное возбуждение с генератором на постоянных магнитах
• Подшипники скольжения, с принудительной смазкой
• Среднее напряжение (требуемое напряжение указывается клиентом), 50 Гц, 3-фазное, 4 полюса
• Воздушное охлаждение, IC 611, IP 55, разработано в соответствии с ГОСТ 32144-2022

• КИП включающий:
• X терморезисторных датчика на обмотку (всего 6) 2 x терморезисторных датчика на подшипник (всего 4)
• X трансформатора тока в нейтральной клеммной коробке для дифференциальной защиты

• Подходит для работы в зоне 2, категория взрывоопасной смеси IIB, температурный класс T3
• Заверенные плановые испытания

1 шт.      Панель управления и защиты для синхронного генератора

Компания может включать в комплект поставки панель управления и защиты генератора, состоящую из автономного шкафа, включающего следующие функции:

Защита

Электрические защиты генератора, выполняемые с помощью цифрового реле защиты (однолинейная схема будет приведена ниже)

Мониторинг

Мониторинг осуществляется благодаря цифровому измерительному устройству, которое позволяет измерять и отображать электрические параметры и параметры электропитания (трехфазное напряжение, ток, частота, ватты, ВАр, ВА, энергия, коэффициент мощности).

Контроль

1 x Автоматический регулятор напряжения с тремя функциями:

• Регулирование напряжения
• Согласование напряжений
• Контроль коэффициента мощности (PF)/реактивной мощности (VAr)

1 x система синхронизации, включающая:

• Муфта автоматической синхронизации
• Реле проверки синхронизации
• Устройство измерения двойного или линейного напряжения
• Устройство измерения двойной или линейной частоты
• Синхроноскоп

Эта панель будет доставлена в несобранном состоянии и должна быть установлена в безопасном и проветриваемом месте.

1 шт.   Панель управления установкой с ПЛК

Панель управления установкой включает в себя ПЛК для управления вспомогательной системой (включая систему уплотнительного газа, впускной предохранительный клапан детандера, регулирующий пусковой клапан) и интерфейс с системами ПЛК/СПЗ клиента.

Он должен устанавливаться в безопасной (невзрывоопасной) зоне в проветриваемом помещении. Панель управления установкой включает в себя:

• Панель с опорой, Rittal TS-8, IP44, RAL7035, с доступом с передней и задней стороны
• ПЛК Siemens S7-300 с одним источником питания
• Одна линия Ethernet на основе протокола Modbus TCP/IP
• 20 % свободного места на блоке ввода/вывода и внутренней электропроводке
• Программирование логики комплекта внутри ПЛК
• 19-дюймовый сенсорный экран HMI

1 комплект  Набор звукоизолирующих покрытий

Для снижения уровня звукового давления до 85 дБA, на корпусе расширителя и на коробке передач установлен набор звукоизолирующих покрытий. Без данного покрытия уровень звукового давления составляет 90 дБА.

A. запасные части

1 .Запасных частей для ввода в эксплуатацию (включенные в базовый объем поставки)

Включая несколько элементов, которые могут быть полезны при вводе в эксплуатацию и запуске оборудования. См. список запасных частей.

2. Запасные части на 2 года обслуживания (по заказу)

См. список запасных частей.

3.Запчасти для капитального ремонта (гарантия) (по заказу)

См. список запасных частей.

B. испытания

Согласно Плану стандартного контроля, наш объем работ по детандеру включает следующие стандартные испытания

·Испытания гидростатическим давлением

Заверенные гидравлические испытания при согласованном давлении в соответствии с листами технических данных, для следующих компонентов:

• Корпус детандера
• Цилиндрический кожух ротора
• Гильза кабеля
• Внутренний трубопровод

·Испытание на герметичность корпуса

Заверенные испытания на герметичность 100 % азотом при согласованном давлении в соответствии с листами технических данных, для следующих компонентов:

— Корпус детандера

— Цилиндрический кожух ротора

·Неразрушающий контроль

Это положение включает:

Радиографическая дефектоскопия на 5 % сварных швов (случайные проверки). Капиллярная дефектоскопия на 100 % сварных швов и рабочих колес.

Визуальный осмотр 100 % сварных швов

Контроль химического состава материала деталей, находящихся под давлением: сосуды высокого давления, корпусы, трубопроводы.

·Балансировочные испытания

Рабочее колесо детандера и валы детандера подлежат балансировочным испытаниям. Критерии приемки – ISO 1940, класс 1. Затем роторный блок балансируется. Критерии приемки – ISO 1940, класс 2.5

·Испытания при вращении

Рабочее колесо детандера подвергается испытаниям при вращении в вакуумной камере на скорости в 1,2 раза выше номинальной, а также проводятся контрольные замеры габаритов до и после испытания.

• Для каждого типа колес также проводится испытание рабочего колеса резонансным методом (Holo3).

·Эксплуатационные испытания детандера

Заверенные эксплуатационные испытания со сжатым воздухом включают:

— Эксплуатационные испытания длительностью 4 часа

— Испытание автомата безопасности при предельной частоте вращения (3 минуты)

·Испытание детандера для определения эксплуатационных характеристик

Заверенные испытания для определения эксплуатационных характеристик в соответствии с API 617 со сжатым воздухом, включая:

— График рабочих характеристик детандера

·Испытание собранной установки на утечку газа

Заверенные испытания полностью собранной установки на утечку при согласованном давлении (указывается)

·Электрические испытания

Различные системы и функции системы турбодетандера и системы управления проверяются и подробно

демонстрируются. Это включает заводские приемочные испытания панели управления установкой в цеху компании

Согласно Плану стандартного контроля, наш объем работ по детандеру включает следующие стандартные испытания

·Испытания гидростатическим давлением

Заверенные гидравлические испытания при согласованном давлении в соответствии с листами технических данных, для следующих компонентов:

• Корпус детандера
• Цилиндрический кожух ротора
• Гильза кабеля
• Внутренний трубопровод

·Испытание на герметичность корпуса

Заверенные испытания на герметичность 100 % азотом при согласованном давлении в соответствии с листами технических данных, для следующих компонентов:

— Корпус детандера

— Цилиндрический кожух ротора

·Неразрушающий контроль

Это положение включает:

Радиографическая дефектоскопия на 5 % сварных швов (случайные проверки). Капиллярная дефектоскопия на 100 % сварных швов и рабочих колес.

Визуальный осмотр 100 % сварных швов

Контроль химического состава материала деталей, находящихся под давлением: сосуды высокого давления, корпусы, трубопроводы.

·Балансировочные испытания

Рабочее колесо детандера и валы детандера подлежат балансировочным испытаниям. Критерии приемки – ISO 1940, класс 1. Затем роторный блок балансируется. Критерии приемки – ISO 1940, класс 2.5

·Испытания при вращении

Рабочее колесо детандера подвергается испытаниям при вращении в вакуумной камере на скорости в 1,2 раза выше номинальной, а также проводятся контрольные замеры габаритов до и после испытания.

• Для каждого типа колес также проводится испытание рабочего колеса резонансным методом (Holo3).

·Эксплуатационные испытания детандера

Заверенные эксплуатационные испытания со сжатым воздухом включают:

— Эксплуатационные испытания длительностью 4 часа

— Испытание автомата безопасности при предельной частоте вращения (3 минуты)

·Испытание детандера для определения эксплуатационных характеристик

Заверенные испытания для определения эксплуатационных характеристик в соответствии с API 617 со сжатым воздухом, включая:

— График рабочих характеристик детандера

·Испытание собранной установки на утечку газа

Заверенные испытания полностью собранной установки на утечку при согласованном давлении (указывается)

·Электрические испытания

Различные системы и функции системы турбодетандера и системы управления проверяются и подробно

демонстрируются. Это включает заводские приемочные испытания панели управления установкой в цеху компании

Где используются турбодетандеры

Турбодетандеры используются для обработки технологического газа в промышленных установках различного предназначения. Кроме того, их используют для разделения газовых смесей на составные компоненты и в различных производственных схемах для сжижения газа.

Благодаря своей способности вырабатывать механическую энергию вращения и электрическую энергию, они нашли широкое применение в различных промышленных отраслях. Основным условием, ограничивающим их применение, является непрерывное поступление газового или парового потока, в точные временные промежутки.

Турбодетандеры Rotoflow, предлагаемые компанией DMLieferant нашли широкое применение на заводах по производству сжиженного природного газа, очистных сооружениях для очистки и сжижения газов, в трубопроводных газотранспортных системах, в нефтехимических производствах для:

• охлаждения природного углеводородного газа и удаления из него газоконденсата;
• получения сухого топливного газа и контроля его теплопроводной способности;
• переработки газоконденсата, обработки остаточной газовой смеси;
• снижения газового давления в трубопроводе;
• очистки аммиака, азота, водорода;
• понижения давления в трубопроводах различного диаметра;
• производства геотермальной энергии и утилизации отработанного тепла.

Материалы рубрики «Промо» публикуются на правах рекламы.

источник

Данные для выбора детандера

Температура природного газа на входе в газорегуляторные пункты соответсвует температуре окружающей среды (за исключением ГРП-9), так как транспортировка газа происходит по наружным надземным газопроводам

Изготовить турбодетандер капицы- дома. реально?

Использование турбодетандеров в промышленности

Применение турбодетандеров практикуется совместно с новыми установками или теми из них, которые были подвергнуты существенной модернизации. В обязательном порядке учитывается экономическая целесообразность и условия конкретного предприятия.

В промышленности широко используются турбодетандеры, принцип действия которых позволяет вырабатывать электрическую или механическую энергию, приводящих в движение вентиляторы или компрессоры. Но, несмотря на оптимальную энергетическую эффективность применения этих агрегатов, они должны соотноситься с общей предполагаемой потребностью и балансом пара на предприятии.

Основным условием должна стать доступность парового потока, необходимого для нормальной работы турбодетандера в течение точно установленного и довольно продолжительного отрезка времени. В случае нерегулярного или непредсказуемого поступления пара, его полезное применение существенно затрудняется, и турбина будет работать вхолостую.

Наиболее эффективное использование турбодетандеров требует существенных перепадов давления и большого расхода газа. Поэтому агрегаты нашли широкое применение в черной металлургии, где работа плавильных печей сопровождается мощным потоком доменного газа.

источник

Детандер (с французского détendre переводится как «ослаблять») является устройством, с помощью которого дополнительно снижают температуру газа. В современном исполнении детандер представляет собой газовую турбину, работающую на перепаде газового давления. В его рабочий комплект, помимо расширительной турбины, входят насосы, компрессоры и генераторы.

Методика расчета

Молярная масса M, кг/кмоль [2]:

M=a1⋅M1 a2⋅M2 a3⋅M3 a4⋅M4 a5⋅M5 a6⋅M6 a7⋅M7, (1)

где Mi – молярная масса компонента, кг/кмоль.

M=0,924⋅16,04 0,0312⋅30,07 0,0312⋅44,09 0,0128⋅28,02

0,00101⋅44,01 0,0001⋅32 0,000005⋅34,02=17,552.

Индивидуальная газовая постоянная R, Дж/(кг⋅К)

[2]:

Объёмный показатель адиабаты kν [3]:

kν=a1⋅kν1 a2 ⋅kν2 a3 ⋅kν3 a4 ⋅kν4

a5 ⋅kν5 a6 ⋅kν6 a7 ⋅kν7. (3)

kν=0,924⋅1,3144 0,0317⋅1,1405 0,0317⋅1,2181

0,0128⋅1,4192 0,00101⋅1,2232 0,0001⋅1,4085

0,000005⋅1,408=1,309;

Коэффициент сжимаемости газа k рассчитывает-

ся в соответствии с [4]:

(4)

где z, zc – фактор сжимаемости соответственно при
рабочих и стандартных условиях;

Данные, необходимые для расчёта детандер-гене-

раторного агрегата:

– температура на входе в ДГА: 30 °С;

– давление газа на входе в ДГА: 6,11 кг/см2;

– давление газа на выходе из ДГА: 1,02 кг/см2.

Расчёт мощности турбодетандера производится

при определённых допущениях, принимаемых для

упрощения расчёта без существенного снижения его

достоверности.                 

Перепад энтальпий при адиабатическом про

цессе расширения газа в турбодетандере

Haa, кДж/кг [3]:

где kν – объёмный показатель адиабаты;

k – коэффициент сжимаемости газа;

R – индивидуальная газовая постоянная;

T – температура газа на входе в детандер;

P1, P2 – давление газа на входе и на выходе из детандера

Условная скорость газа при изоэнтропном расши-

рении Cs, м/с [5]:

(6)

Мощность, которую можно получить при исполь-

зовании на станциях технологического понижения

давления газа детандерных установок N, кВт [5]:

N=G⋅Haa⋅ηДГА⋅ηМ, (7)

где G – расход газа через детандер, кг/с;

ηДГА=0,85 – КПД детандера;

ηМ=0,95 – КПД передачи.

N=4,16⋅201,502⋅0,85⋅0,95=676 кВт.

Направления применения турбодетандерных агрегатов

Турбодетандерные агрегаты используются в составе следующих видов установок:

• Воздухоразделительные установки (ВРУ)
• Ожижители азота, водорода и гелия
• Воздушные холодильные машины ВХМ
• Гелиевые рефрижераторы
• Ожижители природного газа (ПГ)
• Турбодетандеры-электрогенераторы на перепаде давлений сетевого газа

В 2021 году для работы в составе УНТС НГКМ НПО «ГЕЛИЙМАШ»  изготовил и отгрузил ТДА для переработки природного газа с производительностью 5,4 млн. нм3/сутки.

О турбодетандерах

Турбодетандер – расширительная машина лопаточного типа, в которой происходит расширение потока газа с совершением внешней механической работы. Расширение газа с отводом энергии приводит к понижению давления и температуры газа, а также выработке «холода».

Турбодетандеры – основные машины по производству «холода» в циклах современных низкотемпературных установок. Турбодетандер представляет собой низкотемпературную турбину, для которой главная задача – понижать давление газа с целью снижения температуры газа и отвода от него энергии вовне за счет совершения газом механической работы.

Общие сведения и классификация детандеров. область применения.

ОПР: Детандеры– это расширительные низкотемпературные машины, служащие для производства холода путем расширения рабочего тела с понижением температуры и отдачей внешней работы (энергии). Термин «детандер» происходит от французского слова «dе’tendre», что означает уменьшение давления.

Детандеры или расширительные низкотемпературные машины предназначены для производства холода путем расширения рабочего тела с понижением температуры и отводом энергии (работы). Именно отвод энергии, производимый рабочим теплом при его расширении, позволяет производить холод в детандере более эффективно, чем в других генераторах холода, например в дросселе.

Отличие от энергетических машин.По принципу действия детандеры представляют собой энергетические машины, в которых одновременно с производством холода вырабатывается еще и работа в виде механической и электрической энергии, которую можно использовать в качестве привода различных машин и систем.

Однако они отличаются от традиционных энергетических машин (паровых и газовых турбин, двигателей и т.п.), прежде всего температурным уровнем их работы. Если энергетические машины работают при температурах T выше температуры окружающей среды , т. е. , то детандеры работают при температурах T ниже , т. е. .

На практике существует в основном два класса детандеров:

1. расширительные машины объемного действия, типа поршневых, винтовых и ротационных детандеров;

2. кинетического действия, типа турбодетандеров.

В детандерах объёмного действия расширение газа происходит за счет непосредственного изменения объема рабочего тела путем движения поршня, или какого – либо другого устройства.

В детандерах кинетического действия – турбодетандерах расширение газа происходит за счет силового взаимодействия потока рабочего газа с лопатками рабочего колеса при движении потока газа в специально спрофилированном канале, в котором устанавливается вращающаяся решетка лопаточного аппарата (рабочее колесо).

С помощью вращающихся лопаток рабочего колеса внутренняя и кинетическая энергия потока газа преобразуется в механическую энергию вращающейся решетки лопаточного аппарата. Эта механическая энергия затем преобразуется в электрическую или тепловую энергию, а в последнее время передаётся на вращение рабочего колеса нагнетателя или компрессора.

Как детандеры объемного действия, так и кинетического в зависимости от давления рабочего тела, применяемого на входе, подразделяются на детандеры высокого, среднего и низкого давления. Детандеры высокого давления – при давлении на входе ; среднего давления – ; низкого давления .

В соответствии с применяемым рабочим газом они подразделяются на воздушные, азотные, водородные, гелиевые и т.п

В конструктивном отношении и объемные детандеры, и кинетического действия разнообразны.

Каждый из типов детандеров имеет свои границы и области преимущественного применения. Выбор того или иного типа детандеров зависит от ряда причин: условий работы, параметров и эксплуатации низкотемпературных установок, а также от уровня развития современных технологий на фирмах – изготовителях, от традиций этих фирм по созданию тех или иных детандеров.

Детандеры получили широкое распространение в качестве генератора холода в воздухоразделительных установках (ВРУ), в гелиевых и водородных рефрижераторных и ожижительных системах для получения жидких гелия, водорода и других низкотемпературных жидкостей. В последнее время они стали широко применяться в ожижителях природного газа.

(ВРУ) — установки для разделения воздуха на компоненты, а именно на: кислород, азот, аргон, неон, ксенон, криптон)

Рефрижератор (от лат. refrigeratus

— охлаждённый) — транспортное средство для перевозки скоропортящихся пищевых продуктов и иных грузов, требующих определённого температурного режима (химия, цветы, мороженое и т. д.).Рефрижераторыиспользуют холодильную установку, или фазо-изменяемый материал в эвтектических установках, с температурой замерзания -32°С.

В зависимости от размеров авторефрижератора его холодильная установка может использовать компрессор, непосредственно установленный на двигателе автомобиля, работать от электромотора, включенного в электросистему автомобиля, либо иметь собственный бензиновый или дизельный двигатель внутреннего сгорания.

Диапазон регулирования температур от 5 до −32 °C.Краткая история развития поршневых и турбодетандеров.Идея создания машин для охлаждения газа при адиабатном расшире­нии возникла еще в начале XIX столетия. Но только в 1902 – 1904 гг. французским ученым Жаком Клодом был создан первый работоспособный поршневой детандер.

В 1907 – 1915 гг. в Германии Гейляндт разработал и осуществил уста­новку для ожижения воздуха с поршневой расширительной машиной высоко­го давления. В детандер поступал воздух при давлении примерно 16,0 МПа и температуре, близкой к температуре окружающей среды.

Первый гелиевый низкотемпературный поршневой детандер был создан в 1934 году выдающимся советским ученым, академиком П.Л. Капицей.

Работы Клода, Гейляндта, Капицы по поршневым детандерам явились началом широкого применения их в криогенной технике.

Поршневые детандеры.Принцип работы, основные элементы

Расширение газа в поршневом детандере происходит за счет непосредственного изменения его объема в результате движения поршня в цилиндре и характеризуется рабочим процессом (рабочей диаграммой), которая показывает изменение давления газа в цилиндре при изменении его объема (или в зависимости от хода поршня).

Принцип работы поршневого детандера и основные его элементы поясняются на рис. 1, где представлены теоретическая диаграмма рабочего процесса и схематично основные элементы поршневого детандера.

Основными элементами поршневого детандера являются: 1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – рабочий объем; 4, 5 – клапаны впускной и выпускной вместе с приводом клапанов или механизм газораспределения; 6 – поршневое уплотнение; 7 – шток; 8 – крейцкопф; 9 – шатун;

Закрытие и открытие клапанов в поршневых детандерах, как правило, осуществляется принудительно, от специального механизма – привода клапанов. В совокупности клапаны и их привод называются механизмом газораспределения. Однако имеются детандеры и без клапанного газораспределения.

Их заменяют специальные окна или отверстия, которые в необходимые моменты перекрываются и открываются при движении поршня или другого механизма. Поэтому под механизмом привода клапанов или механизмом газораспределения будем понимать клапаны и их привод или систему отверстий, окон и клапанов в цилиндре и поршне машины.

Изоэнтропийное или идеальное расширение газа, а поршневом детандере можно реализовать только в случае, если в нем отсутствует вредное пространство, теплообмен газа с окружающей средой, гидравлическое сопротивление в клапанах и обеспечивается полное расширение газа в пределах заданных давлений.

Рис. 1. Теоретическая диаграмма рабочего процесса и основные элементы

поршневого детандера: 1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – рабочий объем;

4 – впускной клапан; 5 – выпускной клапан; 6 – поршневое уплотнение;

7 – шток; 8 – крейцкопф; 9 – шатун; 10 – кривошип; 11 – генератор для

отбора мощности

Он состоит из трех отдельных процессов: 1’–2′ – процесса наполнения, который протекает при постоянном начальном давлении и постоянной начальной температуре . Поршень в это время двигается вправо, увеличивая рабочий объем; 2’–4′ – изоэнтропийного расширения от и до конечных давления и температуры , поршень продолжает движение в право;

4’–5′ – процесса выталкивания расширенного и охлажденного газа при постоянных конечных давлении и температуры , поршень в это время двигается в обратном направлении. При идеальном процессе впускной клапан открывается в момент, соответствующей на диаграмме точке 1′, и закрывается в момент, соответствующей точке 2′.

Расширение газа в процессе 2’–4′ происходит при закрытых клапанах. Выпускной клапан открывается в момент, соответствующей точке 4′, после чего поршень 2 начинает движение в обратном направлении и выталкивает расширенный и охлажденный газ из цилиндра через открытый выпускной клапан в трубопровод.

Реальные процессы в поршневом детандере существенно отличаются от идеального. На рис. 1 показана также теоретическая диаграмма клапанного поршневого детандера, имеющего вредный объем , который от объема ,

описываемого поршнем, составляет от 4 до 12 % в клапанном детандере, т. е.

Полный рабочий объем равен сумме :

Описываемый объем поршнем определяется внутренним диаметром цилиндра d и ходом поршня S.

Теоретическая диаграмма включает в себя шесть отдельных процессов (рис. 1). Это процессы: 1 — 2 наполнения цилиндра сжатым газом при начальном давлении , когда впускной клапан открыт; 2 — 3 – расширения сжатого газа от начального давления до промежуточного , когда оба клапана закрыты;

3 — 4 – процесс выхлопа газа при открытом в т.3 выпускном клапане; 4 — 5 – выталкивания расширенного газа в трубопровод при открытом выпускном клапане; 5 — 6 – обратного поджатия после закрытия в т.5 выпускного клапана и 6 — 1 впуска сжатого газа в цилиндр, когда в т.

6 открывается впускной клапан. Моменты открытия и закрытия клапанов определяет привод клапанов, который имеет самую разнообразную конструкцию. Он обеспечивает четкое открытие или закрытие клапанов в необходимые моменты времени для наиболее эффективной работы детандера.

Холодопроизводительность детандера численно равна работе расширения газа.

Поршневое уплотнение в детандере служит для уменьшения утечек сжатого газа, и может быть смазываемым или не смазываемым. Механизм движения детандера обеспечивает поступательное движение поршня. Он включает шток 7, соединяющий поршень 2 с крейцкопфом 8, который снимает нормальные усилия на цилиндр, возникающие от движения кривошипно-шатунного механизма 9 и 10 , и электрический генератор 11, который преобразует механическую энергию механизма движения в электрическую.

В результате внутренняя энергия рабочего тела при его расширении через поршень передается механизму движения, а его механическая энергия при вращении генератора преобразуется, в данном случае, в электрическую, которая передается в электрическую сеть.

Однако величина внутренней энергии, передаваемой механизму движения, в значительной степени определяется рабочей диаграммой, которая, в свою очередь, зависит от конструкции механизма газораспределения. Механизм газораспределения определяет способ газораспределения и во многом конструкцию и эффективность работы поршневых детандеров.

1. Детандеры с клапанным газораспределением, имеющие впускной и выпускной клапаны, которые в свою очередь, можно подразделить на:

— детандеры с внешним приводом клапанов;

— детандеры с внутренним приводом клапанов;

— детандеры с самодействующими клапанами;

2. Детандеры с бесклапанным газораспределением, имеющие впускные и выпускные окна;

3. Детандеры со смешанным газораспределением, имеющие впускной клапан и выпускные окна, или наоборот, впускные окна и выпускной клапан.

Каждый из перечисленных способов газораспределения имеет свои преимущества и недостатки и характеризуется своей теоретической и рабочей диаграммой.

Модуль 3 «Нагнетатели кинетического действия»

Получить жидкие газы — в огромных количествах? легко: турбодетандер ← hodor

Принцип работы турбодетандерных установок

Прохождения газа или сжиженных газовых смесей происходит через отверстия неподвижных направляющих каналов, исполняющих функции сопел. В этом месте потенциальная энергия газа частично преобразуется в кинетическую, благодаря которой приводятся в действие вращающиеся лопаточные каналы ротора.

Как правило, при использовании установок в промышленности, на входе турбины поддерживается постоянное давление в соответствии с проектным уровнем. В такой ситуации давление регулируется специальными клапанами, что не совсем рационально. Более эффективными считаются турбины с переменным давлением при полностью открытых входных клапанах.

Используемые клапана должны иметь максимально большие размеры. Это позволяет достигнуть необходимого дросселирования при перепадах давления всего лишь 5-10%. Для традиционных клапанов этот показатель составляет 25 – 50% из-за слишком малых размеров.

Рабочие параметры турбодетандеров оао «нпо «гелиймаш»

Турбодетандерные агрегаты (тда). история развития в нпо «гелиймаш»

Школа развития турбодетандеростроения в НПО «ГЕЛИЙМАШ» имеет большую историю, начавшуюся еще во времена ВНИИКИМАШ. Первыми машинами для расширения газа в лопаточной турбине стали турбодетандеры, созданные под руководством нобелевского лауреата, академика П.Л. Капицы.

Первый турбодетандер, разработанный и изготовленный под руководством нобелевского лауреата в области физики, академика Петра Капицы.

Достижения наших специалистов были неоднократно отмечены специалистами ведущих мировых фирм и получили признание. В 1996 году в Брюсселе на Международной выставке Турбодетандеры ОАО «НПО «ГЕЛИЙМАШ» отмечены золотой медалью.

1996 г., Брюссель, Международная выставка. Турбодетандеры Объединения отмечены Золотой медалью.

В процессе развития инженерами и конструкторами ГЕЛИЙМАШ были созданы следующие типы турбодетандеров:

• Воздушные турбодетандерные агрегаты низкого давления (НД) большой производительности для воздухоразделительных установок (ВРУ) на гидродинамических разъемных подшипниках и с тормозным электрогенератором;
• Турбодетандерные агрегаты среднего давления (СД) и высокого давления (ВД) большой производительности для воздухоразделительных установок (ВРУ)на гидродинамических подшипниках;
• Турбодетандерные агрегаты малой производительности на газо- и гидродинамических подшипниках;
• Турбодетандерные агрегаты для расширения гелия на комбинированных подшипниках;
• Турбодетандерные агрегаты для расширения водорода;
• Турбодетандерные агрегаты для расширения природного и попутного газа на гидродинамических подшипниках;
• Турбодетандерные агрегаты для расширения природного газа большой производительности на магнитных подшипниках.

Турбодетандеры

За рубежом имеется опыт работы газобензиновых заводов (ГБЗ) с турбодетандерными установками в качестве источников холода.Особенностью работы таких установок является выпадение жидкой фазы в процессе расширения газа. Сжижение газа в турбодетандере значительно повышает эффективность установок для сжижения таких газов, как метан и др.

Современные рабочие циклы сжижения газов, как известно, основаны на использовании более высоких давлений, чем в обычных схемах. Это существенно улучшает технологичность схем, и расширительные машины выполняют здесь не только функции по производству холода и использованию возвратной части энергии, но и функции осушительной установки.