Údar: Lukas Bijikli, Bainisteoir Punainne Táirgí, Tiomántáin Ghiaranna Comhtháite, T&F Comhbhrú CO2 agus Caidéil Teasa, Siemens Energy.
Le blianta fada, is é an Comhbhrúiteoir Giaranna Comhtháite (IGC) an teicneolaíocht is fearr le haghaidh gléasraí deighilte aeir. Tá sé seo den chuid is mó mar gheall ar a n-éifeachtúlacht ard, rud a fhágann go laghdaítear costais ocsaigine, nítrigine agus gáis támh go díreach. Mar sin féin, cuireann an fócas méadaitheach ar dhícharbónú éilimh nua ar IPCanna, go háirithe i dtéarmaí éifeachtúlachta agus solúbthachta rialála. Leanann caiteachas caipitil de bheith ina fhachtóir tábhachtach d'oibreoirí gléasraí, go háirithe i bhfiontair bheaga agus mheánmhéide.
Le blianta beaga anuas, tá roinnt tionscadal taighde agus forbartha (T&F) tosaithe ag Siemens Energy atá dírithe ar chumais IGC a leathnú chun freastal ar riachtanais athraitheacha an mhargaidh deighilte aeir. Leagann an t-alt seo béim ar roinnt feabhsuithe dearaidh sonracha atá déanta againn agus pléann sé conas is féidir leis na hathruithe seo cabhrú le spriocanna laghdaithe costais agus carbóin ár gcustaiméirí a bhaint amach.
Tá dhá chomhbhrúiteoir feistithe ar fhormhór na n-aonad scaradh aeir inniu: príomh-chomhbhrúiteoir aeir (MAC) agus comhbhrúiteoir aeir borrtha (BAC). De ghnáth, comhbhrúnn an príomh-chomhbhrúiteoir aeir an sreabhadh aeir iomlán ó bhrú atmaisféarach go dtí thart ar 6 bar. Déantar cuid den sreabhadh seo a chomhbhrú tuilleadh sa BAC go brú suas le 60 bar.
Ag brath ar an bhfoinse fuinnimh, is gnách go mbíonn an comhbhrúiteoir á thiomáint ag tuirbín gaile nó ag mótar leictreach. Agus tuirbín gaile á úsáid, bíonn an dá chomhbhrúiteoir á dtiomáint ag an tuirbín céanna trí fhoircinn seafta cúpla. Sa scéim chlasaiceach, suiteáiltear giar idirmheánach idir an tuirbín gaile agus an HAC (Fíor 1).
I gcórais leictreacha agus tuirbín gaile araon, is luamhán cumhachtach é éifeachtúlacht an chomhbhrúiteora chun dícharbónú a dhéanamh toisc go mbíonn tionchar díreach aige ar thomhaltas fuinnimh an aonaid. Tá sé seo thar a bheith tábhachtach i gcás MGPanna atá á dtiomáint ag tuirbíní gaile, ós rud é go bhfaightear an chuid is mó den teas le haghaidh táirgeadh gaile i gcoirí breosla iontaise.
Cé go soláthraíonn mótair leictreacha rogha eile níos glaise seachas tiomántáin tuirbín gaile, is minic a bhíonn gá níos mó le solúbthacht rialaithe. Tá go leor de na gléasraí deighilte aeir nua-aimseartha atá á dtógáil inniu ceangailte leis an ngreille agus tá ardleibhéal úsáide fuinnimh in-athnuaite acu. San Astráil, mar shampla, tá pleananna ann roinnt gléasraí amóinia glasa a thógáil a úsáidfidh aonaid deighilte aeir (ASUanna) chun nítrigin a tháirgeadh le haghaidh sintéis amóinia agus meastar go bhfaighidh siad leictreachas ó fheirmeacha gaoithe agus gréine in aice láimhe. Sna gléasraí seo, tá solúbthacht rialála ríthábhachtach chun cúiteamh a dhéanamh as luaineachtaí nádúrtha i nginiúint cumhachta.
D'fhorbair Siemens Energy an chéad IGC (ar a dtugtaí VK roimhe seo) sa bhliain 1948. Sa lá atá inniu ann, táirgeann an chuideachta níos mó ná 2,300 aonad ar fud an domhain, agus tá go leor acu deartha le haghaidh feidhmchlár a bhfuil rátaí sreafa os cionn 400,000 m3/u acu. Tá ráta sreafa suas le 1.2 milliún méadar ciúbach san uair ag ár MGPanna nua-aimseartha in aon fhoirgneamh amháin. Áirítear leis seo leaganacha gan ghiar de chomhbhrúiteoirí consól le cóimheasa brú suas le 2.5 nó níos airde i leaganacha aonchéime agus cóimheasa brú suas le 6 i leaganacha sraitheacha.
Le blianta beaga anuas, chun freastal ar na héilimh mhéadaitheacha maidir le héifeachtúlacht IGC, solúbthacht rialála agus costais chaipitil, tá roinnt feabhsuithe suntasacha dearaidh déanta againn, atá achoimrithe thíos.
Méadaítear éifeachtúlacht athraitheach roinnt impilléirí a úsáidtear de ghnáth sa chéad chéim MAC trí gheoiméadracht an lann a athrú. Leis an impilléir nua seo, is féidir éifeachtúlachtaí athraitheacha suas le 89% a bhaint amach i gcomhar le scaiptheoirí LS traidisiúnta agus os cionn 90% i gcomhar leis an nglúin nua de scaiptheoirí hibrideacha.
Ina theannta sin, tá uimhir Mach níos airde ná 1.3 ag an imleoir, rud a thugann dlús cumhachta agus cóimheas comhbhrúite níos airde don chéad chéim. Laghdaíonn sé seo an chumhacht a chaithfidh giaranna i gcórais MAC trí chéim a tharchur freisin, rud a ligeann d’úsáid giaranna trastomhais níos lú agus giarbhoscaí tiomána dírí sna chéad chéimeanna.
I gcomparáid leis an scaiptheoir eite LS traidisiúnta lánfhaid, tá éifeachtúlacht céime méadaithe de 2.5% agus fachtóir rialaithe de 3% ag an scaiptheoir hibrideach den chéad ghlúin eile. Baintear an méadú seo amach trí na lanna a mheascadh (i.e. roinntear na lanna ina gcodanna lánairde agus páirtairde). Sa chumraíocht seo.
Laghdaítear an t-aschur sreafa idir an t-impilléir agus an scaiptheoir faoi chuid d'airde na lanna atá suite níos gaire don impilléir ná lanna scaiptheoir LS traidisiúnta. Mar atá le scaiptheoir LS traidisiúnta, bíonn imill tosaigh na lanna lánfhaid comhfhad ón impilléir chun idirghníomhaíocht idir an impilléir agus an scaiptheoir a sheachaint a d'fhéadfadh damáiste a dhéanamh do na lanna.
Trí airde na lanna a mhéadú go páirteach níos gaire don imleacán, feabhsaítear treo an tsreafa in aice leis an gcrios cuisle freisin. Ós rud é go bhfanann imeall tosaigh na coda eite lánfhaid an trastomhas céanna le scaiptheoir LS traidisiúnta, ní dhéantar difear don líne scairtleáin, rud a ligeann do raon níos leithne feidhmchláir agus tiúnaithe.
Is éard atá i gceist le hinstealladh uisce ná braoiníní uisce a instealladh isteach sa sruth aeir sa fheadán súite. Galaíonn na braoiníní agus ionsúnn siad teas ón sruth gáis phróisis, rud a laghdaíonn teocht an ionraoin go dtí an chéim chomhbhrúite. Mar thoradh air sin, laghdaítear na riachtanais chumhachta isentrópacha agus méadaítear an éifeachtúlacht níos mó ná 1%.
Trí sheafta an ghiar a chruasú, is féidir an strus incheadaithe in aghaidh an aonaid achair a mhéadú, rud a ligeann duit leithead na bhfiacla a laghdú. Laghdaíonn sé seo caillteanais mheicniúla sa ghiarbhosca suas le 25%, rud a fhágann go méadaítear an éifeachtúlacht fhoriomlán suas le 0.5%. Ina theannta sin, is féidir costais an phríomhchomhbhrúiteora a laghdú suas le 1% toisc go n-úsáidtear níos lú miotail sa ghiarbhosca mór.
Is féidir leis an impeller seo oibriú le comhéifeacht sreafa (φ) suas le 0.25 agus soláthraíonn sé 6% níos mó ceann ná impellerí 65 céim. Ina theannta sin, sroicheann an comhéifeacht sreafa 0.25, agus i ndearadh sreafa dúbailte an mheaisín IGC, sroicheann an sreabhadh toirtmhéadrach 1.2 milliún m3/u nó fiú 2.4 milliún m3/u.
Le luach phi níos airde, is féidir úsáid a bhaint as impeller le trastomhas níos lú ag an sreabhadh toirte céanna, rud a laghdaíonn costas an phríomhchomhbhrúiteora suas le 4%. Is féidir trastomhas impeller na chéad chéime a laghdú tuilleadh fós.
Baintear amach an ceann níos airde tríd an uillinn diallta 75° den impeller, rud a mhéadaíonn an chomhpháirt luais imlíneach ag an asraon agus dá bhrí sin soláthraíonn sé ceann níos airde de réir chothromóid Euler.
I gcomparáid le himilleoirí ardluais agus ardéifeachtúlachta, tá éifeachtúlacht an imillóra beagán laghdaithe mar gheall ar chaillteanais níos airde sa volút. Is féidir cúiteamh a dhéanamh as seo trí sheilide meánmhéide a úsáid. Mar sin féin, fiú gan na volútanna seo, is féidir éifeachtúlacht athraitheach suas le 87% a bhaint amach ag uimhir Mach de 1.0 agus comhéifeacht sreafa de 0.24.
Leis an volút níos lú, is féidir imbhuailtí le volútanna eile a sheachaint nuair a laghdaítear trastomhas an ghiar mhóir. Is féidir le hoibreoirí costais a shábháil trí athrú ó mhótar 6-phola go mótar 4-phola ardluais (1000 rpm go 1500 rpm) gan an luas giar uasta incheadaithe a shárú. Ina theannta sin, is féidir leis costais ábhair a laghdú le haghaidh giaranna héilicseacha agus móra.
Tríd is tríd, is féidir leis an bpríomh-chomhbhrúiteoir suas le 2% a shábháil i gcostais chaipitil, agus is féidir leis an inneall 2% a shábháil i gcostais chaipitil freisin. Ós rud é go bhfuil volúití dlútha beagán níos lú éifeachtúlachta, braitheann an cinneadh iad a úsáid go mór ar thosaíochtaí an chliaint (costas vs. éifeachtúlacht) agus ní mór é a mheasúnú ar bhonn tionscadal ar thionscadal.
Chun cumais rialaithe a mhéadú, is féidir an IGV a shuiteáil os comhair ilchéimeanna. Tá sé seo i gcodarsnacht ghéar le tionscadail IGC roimhe seo, nár áiríodh iontu ach IGVanna suas go dtí an chéad chéim.
I leaganacha níos luaithe den IGC, d'fhan an chomhéifeacht vortex (i.e., uillinn an dara IGV roinnte ar uillinn an chéad IGV1) tairiseach beag beann ar cibé an raibh an sreabhadh ar aghaidh (uillinn > 0°, ceann laghdaitheach) nó vortex droim ar ais (uillinn < 0). °, méadaíonn an brú). Tá sé seo míbhuntáisteach mar athraíonn comhartha na huillinne idir vortices dearfacha agus diúltacha.
Leis an gcumraíocht nua is féidir dhá chóimheas vortex éagsúla a úsáid nuair a bhíonn an meaisín i mód vortex ar aghaidh agus ar gcúl, rud a mhéadaíonn an raon rialaithe faoi 4% agus éifeachtúlacht leanúnach á cothabháil ag an am céanna.
Trí idirleáiteoir LS a ionchorprú don imfhearadh a úsáidtear go coitianta i mbac-aonaid, is féidir an éifeachtúlacht ilchéime a mhéadú go 89%. Laghdaíonn sé seo, in éineacht le feabhsuithe eile ar éifeachtúlacht, líon na gcéimeanna bac-aonaid agus éifeachtúlacht fhoriomlán an traenach á cothabháil ag an am céanna. Trí líon na gcéimeanna a laghdú, níl gá le fuaraitheoir idirmheánach, píopaí gáis phróisis ghaolmhara, agus comhpháirteanna rótair agus státair, rud a fhágann coigilteas costais 10%. Ina theannta sin, is féidir i go leor cásanna an príomh-chomhbhrúiteoir aeir agus an comhbhrúiteoir teanndáileog a chomhcheangal in aon mheaisín amháin.
Mar a luadh cheana, is gnách go mbíonn giar idirmheánach ag teastáil idir an tuirbín gaile agus an VAC. Leis an dearadh nua IGC ó Siemens Energy, is féidir an giar díomhaoin seo a chomhtháthú sa ghiarbhosca trí seafta díomhaoin a chur leis idir an seafta pinion agus an giar mór (4 ghiar). Is féidir leis seo costas iomlán na líne (príomh-chomhbhrúiteoir móide trealamh cúnta) a laghdú suas le 4%.
Ina theannta sin, is rogha eile níos éifeachtaí iad giaranna 4-phionóin seachas mótair scrolla dlútha chun aistriú ó mhótair 6-phola go mótair 4-phola i gcomhbhrúiteoirí aeir móra (má tá seans ann go dtarlóidh imbhualadh volute nó má laghdófar an luas pinion uasta incheadaithe). ) san am atá thart.
Tá a n-úsáid ag éirí níos coitianta freisin i roinnt margaí atá tábhachtach don dícharbónú tionsclaíoch, lena n-áirítear caidéil teasa agus comhbhrú gaile, chomh maith le comhbhrú CO2 i bhforbairtí gabhála, úsáide agus stórála carbóin (CCUS).
Tá stair fhada ag Siemens Energy maidir le IGCanna a dhearadh agus a oibriú. Mar is léir ó na hiarrachtaí taighde agus forbartha thuas (agus eile), táimid tiomanta do na meaisíní seo a nuáil i gcónaí chun freastal ar riachtanais uathúla feidhmchlár agus chun freastal ar éilimh an mhargaidh atá ag fás maidir le costais níos ísle, éifeachtúlacht mhéadaithe agus inbhuanaitheacht mhéadaithe. KT2
Am an phoist: 28 Aibreán 2024