తిరిగే యంత్రాలను నడపడానికి ఎక్స్పాండర్లు పీడన తగ్గింపును ఉపయోగించవచ్చు. ఎక్స్‌టెండర్‌ను ఇన్‌స్టాల్ చేయడం వల్ల కలిగే సంభావ్య ప్రయోజనాలను ఎలా అంచనా వేయాలో సమాచారం ఇక్కడ చూడవచ్చు.
సాధారణంగా రసాయన ప్రక్రియ పరిశ్రమ (సిపిఐ) లో, “అధిక పీడన ద్రవాలు నిరుత్సాహపరచబడాలి” [1] పీడన నియంత్రణ కవాటాలలో పెద్ద మొత్తంలో శక్తి వృధా అవుతుంది. వివిధ సాంకేతిక మరియు ఆర్థిక కారకాలపై ఆధారపడి, ఈ శక్తిని తిరిగే యాంత్రిక శక్తిగా మార్చడం అవసరం కావచ్చు, దీనిని జనరేటర్లు లేదా ఇతర తిరిగే యంత్రాలను నడపడానికి ఉపయోగపడుతుంది. అసంపూర్తిగా ఉన్న ద్రవాలు (ద్రవాలు) కోసం, ఇది హైడ్రాలిక్ ఎనర్జీ రికవరీ టర్బైన్ ఉపయోగించి సాధించబడుతుంది (HPRT; రిఫరెన్స్ 1 చూడండి). సంపీడన ద్రవాలు (వాయువులు) కోసం, ఎక్స్‌పాండర్ తగిన యంత్రం.
విస్తరణలు ఫ్లూయిడ్ కాటలిటిక్ క్రాకింగ్ (ఎఫ్‌సిసి), శీతలీకరణ, సహజ గ్యాస్ సిటీ కవాటాలు, గాలి విభజన లేదా ఎగ్జాస్ట్ ఉద్గారాలు వంటి అనేక విజయవంతమైన అనువర్తనాలతో పరిపక్వ సాంకేతికత. సూత్రప్రాయంగా, తగ్గిన ఒత్తిడితో కూడిన ఏదైనా గ్యాస్ స్ట్రీమ్ ఒక ఎక్స్‌పాండర్‌ను నడపడానికి ఉపయోగపడుతుంది, కానీ “శక్తి ఉత్పత్తి ఒత్తిడి నిష్పత్తి, ఉష్ణోగ్రత మరియు గ్యాస్ ప్రవాహం యొక్క ప్రవాహం రేటుకు నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది” [2], అలాగే సాంకేతిక మరియు ఆర్థిక సాధ్యత. ఎక్స్‌పాండర్ అమలు: ఈ ప్రక్రియ స్థానిక ఇంధన ధరలు మరియు తయారీదారుల తగిన పరికరాల లభ్యత వంటి ఈ మరియు ఇతర అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
టర్బోఎక్స్పాండర్ (టర్బైన్‌తో సమానంగా పనిచేయడం) అత్యంత ప్రసిద్ధ రకం ఎక్స్‌పాండర్ (మూర్తి 1) అయినప్పటికీ, వేర్వేరు ప్రక్రియ పరిస్థితులకు అనువైన ఇతర రకాలు ఉన్నాయి. ఈ వ్యాసం ప్రధాన రకాలైన ఎక్స్పాండర్లు మరియు వాటి భాగాలను పరిచయం చేస్తుంది మరియు వివిధ సిపిఐ విభాగాలలోని ఆపరేషన్స్ మేనేజర్లు, కన్సల్టెంట్స్ లేదా ఎనర్జీ ఆడిటర్లు ఎక్స్‌పాండర్‌ను వ్యవస్థాపించడం వల్ల కలిగే ఆర్థిక మరియు పర్యావరణ ప్రయోజనాలను ఎలా అంచనా వేయవచ్చో సంగ్రహిస్తుంది.
జ్యామితి మరియు పనితీరులో చాలా రకాలైన రెసిస్టెన్స్ బ్యాండ్‌లు చాలా ఉన్నాయి. ప్రధాన రకాలు మూర్తి 2 లో చూపబడ్డాయి మరియు ప్రతి రకం క్లుప్తంగా క్రింద వివరించబడింది. మరింత సమాచారం కోసం, అలాగే నిర్దిష్ట వ్యాసాలు మరియు నిర్దిష్ట వేగం ఆధారంగా ప్రతి రకం యొక్క ఆపరేటింగ్ స్థితిని పోల్చిన గ్రాఫ్‌లు, సహాయం చూడండి. 3.
పిస్టన్ టర్బోఎక్స్పాండర్. పిస్టన్ మరియు రోటరీ పిస్టన్ టర్బోఎక్స్పాండర్లు రివర్స్-రొటేటింగ్ అంతర్గత దహన యంత్రాన్ని పెంచుతాయి, అధిక-పీడన వాయువును గ్రహిస్తాయి మరియు దాని నిల్వ చేసిన శక్తిని క్రాంక్ షాఫ్ట్ ద్వారా భ్రమణ శక్తిగా మారుస్తాయి.
టర్బో ఎక్స్‌పాండర్‌ను లాగండి. బ్రేక్ టర్బైన్ ఎక్స్‌పాండర్‌లో భ్రమణ మూలకం యొక్క అంచుతో జతచేయబడిన బకెట్ రెక్కలతో కేంద్రీకృత ప్రవాహ గది ఉంటుంది. ఇవి నీటి చక్రాల మాదిరిగానే రూపొందించబడ్డాయి, కాని కేంద్రీకృత గదుల యొక్క క్రాస్ సెక్షన్ ఇన్లెట్ నుండి అవుట్లెట్ వరకు పెరుగుతుంది, ఇది వాయువు విస్తరించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.
రేడియల్ టర్బోఎక్స్పాండర్. రేడియల్ ఫ్లో టర్బోఎక్స్పాండర్లు అక్షసంబంధ ఇన్లెట్ మరియు రేడియల్ అవుట్‌లెట్‌ను కలిగి ఉంటాయి, ఇది టర్బైన్ ఇంపెల్లర్ ద్వారా వాయువును రేడియల్‌గా విస్తరించడానికి అనుమతిస్తుంది. అదేవిధంగా, అక్షసంబంధ ప్రవాహ టర్బైన్లు టర్బైన్ చక్రం ద్వారా వాయువును విస్తరిస్తాయి, అయితే ప్రవాహం యొక్క దిశ భ్రమణ అక్షానికి సమాంతరంగా ఉంటుంది.
ఈ వ్యాసం రేడియల్ మరియు అక్షసంబంధ టర్బోప్యాండర్‌లపై దృష్టి పెడుతుంది, వాటి వివిధ ఉప రకాలు, భాగాలు మరియు ఆర్థిక శాస్త్రం గురించి చర్చిస్తుంది.
టర్బోఎక్స్పాండర్ అధిక-పీడన వాయువు ప్రవాహం నుండి శక్తిని సంగ్రహిస్తుంది మరియు దానిని డ్రైవ్ లోడ్ గా మారుస్తుంది. సాధారణంగా లోడ్ అనేది షాఫ్ట్కు అనుసంధానించబడిన కంప్రెసర్ లేదా జనరేటర్. కంప్రెషర్‌తో కూడిన టర్బోఎక్స్పాండర్ ప్రాసెస్ స్ట్రీమ్ యొక్క ఇతర భాగాలలో కంప్రెస్డ్ ద్రవం అవసరమయ్యే ప్రాసెస్ స్ట్రీమ్ యొక్క ఇతర భాగాలలో ద్రవాన్ని కుదిస్తుంది, తద్వారా వృధా అయిన శక్తిని ఉపయోగించడం ద్వారా మొక్క యొక్క మొత్తం సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది. జనరేటర్ లోడ్‌తో ఉన్న టర్బోఎక్స్పాండర్ శక్తిని విద్యుత్తుగా మార్చేస్తుంది, వీటిని ఇతర మొక్కల ప్రక్రియలలో ఉపయోగించవచ్చు లేదా స్థానిక గ్రిడ్‌కు తిరిగి అమ్మకం కోసం తిరిగి ఇవ్వవచ్చు.
టర్బోఎక్స్పాండర్ జనరేటర్లను టర్బైన్ వీల్ నుండి జనరేటర్‌కు డైరెక్ట్ డ్రైవ్ షాఫ్ట్ కలిగి ఉంటుంది లేదా గేర్‌బాక్స్ ద్వారా ఇన్పుట్ వేగాన్ని టర్బైన్ వీల్ నుండి జనరేటర్‌కు గేర్ నిష్పత్తి ద్వారా సమర్థవంతంగా తగ్గిస్తుంది. డైరెక్ట్ డ్రైవ్ టర్బో ఎక్స్పాండర్లు సామర్థ్యం, పాదముద్ర మరియు నిర్వహణ ఖర్చులలో ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి. గేర్‌బాక్స్ టర్బోఎక్స్పాండర్లు భారీగా ఉంటాయి మరియు పెద్ద పాదముద్ర, సరళత సహాయక పరికరాలు మరియు సాధారణ నిర్వహణ అవసరం.
ఫ్లో-త్రూ టర్బోఎక్స్పాండర్లను రేడియల్ లేదా అక్షసంబంధ టర్బైన్ల రూపంలో తయారు చేయవచ్చు. రేడియల్ ఫ్లో ఎక్స్‌పాండర్‌లలో అక్షసంబంధ ఇన్లెట్ మరియు రేడియల్ అవుట్‌లెట్‌ను కలిగి ఉంటాయి, అంటే వాయువు ప్రవాహం టర్బైన్ రొటేషన్ యొక్క అక్షం నుండి రేడియల్‌గా నిష్క్రమిస్తుంది. అక్షసంబంధ టర్బైన్లు భ్రమణ అక్షం వెంట వాయువు అక్షసంబంధంగా ప్రవహించటానికి అనుమతిస్తాయి. యాక్సియల్ ఫ్లో టర్బైన్లు గ్యాస్ ప్రవాహం నుండి ఇన్లెట్ గైడ్ వాన్ల ద్వారా ఎక్స్‌పాండర్ వీల్‌కు శక్తిని సంగ్రహిస్తాయి, విస్తరణ గది యొక్క క్రాస్ సెక్షనల్ వైశాల్యం క్రమంగా పెరుగుతుంది.
టర్బోఎక్స్పాండర్ జనరేటర్ మూడు ప్రధాన భాగాలను కలిగి ఉంటుంది: టర్బైన్ వీల్, ప్రత్యేక బేరింగ్లు మరియు జనరేటర్.
టర్బైన్ వీల్. ఏరోడైనమిక్ సామర్థ్యాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి టర్బైన్ చక్రాలు తరచుగా ప్రత్యేకంగా రూపొందించబడ్డాయి. టర్బైన్ వీల్ డిజైన్‌ను ప్రభావితం చేసే అప్లికేషన్ వేరియబుల్స్‌లో ఇన్లెట్/అవుట్లెట్ ప్రెజర్, ఇన్లెట్/అవుట్లెట్ ఉష్ణోగ్రత, వాల్యూమ్ ప్రవాహం మరియు ద్రవ లక్షణాలు ఉన్నాయి. ఒక దశలో కుదింపు నిష్పత్తి చాలా ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, బహుళ టర్బైన్ చక్రాలతో టర్బోఎక్స్పాండర్ అవసరం. రేడియల్ మరియు అక్షసంబంధ టర్బైన్ చక్రాలు రెండింటినీ బహుళ-దశలుగా రూపొందించవచ్చు, కాని అక్షసంబంధ టర్బైన్ చక్రాలు చాలా తక్కువ అక్షసంబంధ పొడవును కలిగి ఉంటాయి మరియు అందువల్ల మరింత కాంపాక్ట్. మల్టీస్టేజ్ రేడియల్ ఫ్లో టర్బైన్లు వాయువు అక్షసంబంధ నుండి రేడియల్ మరియు బ్యాక్ యాక్సియల్‌కు ప్రవహించాల్సిన అవసరం ఉంది, అక్షసంబంధ ప్రవాహ టర్బైన్ల కంటే అధిక ఘర్షణ నష్టాలను సృష్టిస్తుంది.
బేరింగ్లు. టర్బోఎక్స్పాండర్ యొక్క సమర్థవంతమైన ఆపరేషన్‌కు బేరింగ్ డిజైన్ కీలకం. టర్బోఎక్స్పాండర్ డిజైన్లకు సంబంధించిన బేరింగ్ రకాలు విస్తృతంగా మారుతూ ఉంటాయి మరియు ఆయిల్ బేరింగ్లు, ద్రవ ఫిల్మ్ బేరింగ్లు, సాంప్రదాయ బంతి బేరింగ్లు మరియు అయస్కాంత బేరింగ్లు ఉంటాయి. ప్రతి పద్ధతి టేబుల్ 1 లో చూపిన విధంగా దాని స్వంత ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటుంది.
చాలా మంది టర్బోఎక్స్పాండర్ తయారీదారులు వారి ప్రత్యేకమైన ప్రయోజనాల కారణంగా అయస్కాంత బేరింగ్లను వారి “ఎంపిక బేరింగ్” గా ఎంచుకుంటారు. మాగ్నెటిక్ బేరింగ్లు టర్బోప్యాండర్ యొక్క డైనమిక్ భాగాల ఘర్షణ-రహిత ఆపరేషన్‌ను నిర్ధారిస్తాయి, ఇది యంత్రం యొక్క జీవితంపై ఆపరేటింగ్ మరియు నిర్వహణ ఖర్చులను గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది. విస్తృత శ్రేణి అక్షసంబంధ మరియు రేడియల్ లోడ్లు మరియు అతిగా పరిస్థితులను తట్టుకునేలా ఇవి రూపొందించబడ్డాయి. వారి అధిక ప్రారంభ ఖర్చులు చాలా తక్కువ జీవిత చక్ర ఖర్చుల ద్వారా భర్తీ చేయబడతాయి.
డైనమో. జనరేటర్ టర్బైన్ యొక్క భ్రమణ శక్తిని తీసుకొని విద్యుదయస్కాంత జనరేటర్ ఉపయోగించి ఉపయోగకరమైన విద్యుత్ శక్తిగా మారుస్తుంది (ఇది ఇండక్షన్ జనరేటర్ లేదా శాశ్వత అయస్కాంత జనరేటర్ కావచ్చు). ఇండక్షన్ జనరేటర్లకు తక్కువ రేటెడ్ వేగం ఉంటుంది, కాబట్టి హై స్పీడ్ టర్బైన్ అనువర్తనాలకు గేర్‌బాక్స్ అవసరం, కానీ గ్రిడ్ ఫ్రీక్వెన్సీకి సరిపోయేలా రూపొందించవచ్చు, ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుత్తును సరఫరా చేయడానికి వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్ (విఎఫ్‌డి) యొక్క అవసరాన్ని తొలగిస్తుంది. మరోవైపు, శాశ్వత అయస్కాంత జనరేటర్లను నేరుగా టర్బైన్‌తో కలిసి షాఫ్ట్ చేయవచ్చు మరియు వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్ ద్వారా గ్రిడ్‌కు శక్తిని ప్రసారం చేయవచ్చు. సిస్టమ్‌లో లభించే షాఫ్ట్ శక్తి ఆధారంగా గరిష్ట శక్తిని అందించడానికి జనరేటర్ రూపొందించబడింది.
సీల్స్. టర్బోఎక్స్పాండర్ వ్యవస్థను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు ముద్ర కూడా ఒక క్లిష్టమైన భాగం. అధిక సామర్థ్యాన్ని కొనసాగించడానికి మరియు పర్యావరణ ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా, సంభావ్య ప్రక్రియ గ్యాస్ లీక్‌లను నివారించడానికి వ్యవస్థలను మూసివేయాలి. టర్బోఎక్స్పాండర్లను డైనమిక్ లేదా స్టాటిక్ సీల్స్ కలిగి ఉంటుంది. లాబ్రింత్ సీల్స్ మరియు డ్రై గ్యాస్ సీల్స్ వంటి డైనమిక్ సీల్స్, తిరిగే షాఫ్ట్ చుట్టూ ఒక ముద్రను అందిస్తాయి, సాధారణంగా టర్బైన్ వీల్, బేరింగ్లు మరియు జనరేటర్ ఉన్న మిగిలిన యంత్రం మధ్య. డైనమిక్ సీల్స్ కాలక్రమేణా ధరిస్తాయి మరియు అవి సరిగ్గా పనిచేస్తున్నాయని నిర్ధారించడానికి క్రమం తప్పకుండా నిర్వహణ మరియు తనిఖీ అవసరం. అన్ని టర్బోఎక్స్పాండర్ భాగాలు ఒకే హౌసింగ్‌లో ఉన్నప్పుడు, జనరేటర్, మాగ్నెటిక్ బేరింగ్ డ్రైవ్‌లు లేదా సెన్సార్లతో సహా గృహాల నుండి నిష్క్రమించే ఏ లీడ్స్‌ను రక్షించడానికి స్టాటిక్ సీల్స్ ఉపయోగించవచ్చు. ఈ గాలి చొరబడని ముద్రలు గ్యాస్ లీకేజీ నుండి శాశ్వత రక్షణను అందిస్తాయి మరియు నిర్వహణ లేదా మరమ్మత్తు అవసరం లేదు.
ప్రక్రియ దృక్కోణంలో, ఎక్స్‌పాండర్‌ను వ్యవస్థాపించడానికి ప్రాధమిక అవసరం ఏమిటంటే, పరికరాల సాధారణ ఆపరేషన్‌ను నిర్వహించడానికి తగినంత ప్రవాహం, పీడన డ్రాప్ మరియు వినియోగంతో తక్కువ పీడన వ్యవస్థకు అధిక-పీడన సంపీడన (కండెన్సబుల్ కాని) వాయువును సరఫరా చేయడం. ఆపరేటింగ్ పారామితులు సురక్షితమైన మరియు సమర్థవంతమైన స్థాయిలో నిర్వహించబడతాయి.
పీడన తగ్గించే ఫంక్షన్ పరంగా, థొరెటల్ వాల్వ్ అని కూడా పిలువబడే జూల్-థామ్సన్ (జెటి) వాల్వ్‌ను భర్తీ చేయడానికి ఎక్స్‌పాండర్‌ను ఉపయోగించవచ్చు. JT వాల్వ్ ఒక ఐసెన్ట్రోపిక్ మార్గంలో కదులుతుంది మరియు ఎక్స్‌పాండర్ దాదాపు ఐసెంట్రోపిక్ మార్గంలో కదులుతుంది కాబట్టి, రెండోది వాయువు యొక్క ఎంథాల్పీని తగ్గిస్తుంది మరియు ఎంథాల్పీ వ్యత్యాసాన్ని షాఫ్ట్ శక్తిగా మారుస్తుంది, తద్వారా JT వాల్వ్ కంటే తక్కువ అవుట్లెట్ ఉష్ణోగ్రత ఉత్పత్తి చేస్తుంది. గ్యాస్ యొక్క ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించడమే లక్ష్యం అయిన క్రయోజెనిక్ ప్రక్రియలలో ఇది ఉపయోగపడుతుంది.
అవుట్లెట్ గ్యాస్ ఉష్ణోగ్రతపై తక్కువ పరిమితి ఉంటే (ఉదాహరణకు, గడ్డకట్టడం, హైడ్రేషన్ లేదా కనీస పదార్థ రూపకల్పన ఉష్ణోగ్రత పైన గ్యాస్ ఉష్ణోగ్రత తప్పనిసరిగా నిర్వహించాల్సిన డికంప్రెషన్ స్టేషన్‌లో), కనీసం ఒక హీటర్ జోడించాలి. గ్యాస్ ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రించండి. ప్రీహీటర్ ఎక్స్‌పాండర్ యొక్క అప్‌స్ట్రీమ్‌లో ఉన్నప్పుడు, ఫీడ్ గ్యాస్ నుండి కొంత శక్తి కూడా ఎక్స్‌పాండర్‌లో తిరిగి పొందబడుతుంది, తద్వారా దాని విద్యుత్ ఉత్పత్తి పెరుగుతుంది. అవుట్లెట్ ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ అవసరమయ్యే కొన్ని కాన్ఫిగరేషన్లలో, వేగవంతమైన నియంత్రణను అందించడానికి ఎక్స్‌పాండర్ తర్వాత రెండవ రిహీటర్ వ్యవస్థాపించవచ్చు.
అంజీర్లో మూర్తి 3 ఒక ఎక్స్‌పాండర్ జనరేటర్ యొక్క సాధారణ ప్రవాహ రేఖాచిత్రం యొక్క సరళీకృత రేఖాచిత్రాన్ని చూపిస్తుంది.
ఇతర ప్రాసెస్ కాన్ఫిగరేషన్లలో, ఎక్స్‌పాండర్‌లో కోలుకున్న శక్తిని నేరుగా కంప్రెషర్‌కు బదిలీ చేయవచ్చు. ఈ యంత్రాలు, కొన్నిసార్లు “కమాండర్లు” అని పిలుస్తారు, సాధారణంగా ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ షాఫ్ట్‌ల ద్వారా అనుసంధానించబడిన విస్తరణ మరియు కుదింపు దశలను కలిగి ఉంటాయి, ఇందులో రెండు దశల మధ్య వేగ వ్యత్యాసాన్ని నియంత్రించడానికి గేర్‌బాక్స్ కూడా ఉండవచ్చు. కుదింపు దశకు ఎక్కువ శక్తిని అందించడానికి ఇది అదనపు మోటారును కూడా కలిగి ఉంటుంది.
సిస్టమ్ యొక్క సరైన ఆపరేషన్ మరియు స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారించే కొన్ని ముఖ్యమైన భాగాలు క్రింద ఉన్నాయి.
బైపాస్ వాల్వ్ లేదా ప్రెజర్ తగ్గించే వాల్వ్. టర్బోఎక్స్పాండర్ పనిచేయడం లేనప్పుడు బైపాస్ వాల్వ్ ఆపరేషన్ కొనసాగించడానికి అనుమతిస్తుంది (ఉదాహరణకు, నిర్వహణ లేదా అత్యవసర పరిస్థితి కోసం), అయితే మొత్తం ప్రవాహం ఎక్స్‌పాండర్ యొక్క రూపకల్పన సామర్థ్యాన్ని మించినప్పుడు అదనపు వాయువును సరఫరా చేయడానికి నిరంతర ఆపరేషన్ కోసం పీడన తగ్గించే వాల్వ్ ఉపయోగించబడుతుంది.
అత్యవసర షట్డౌన్ వాల్వ్ (ESD). యాంత్రిక నష్టాన్ని నివారించడానికి అత్యవసర పరిస్థితుల్లో గ్యాస్ ప్రవాహాన్ని అత్యవసర పరిస్థితుల్లో నిరోధించడానికి ESD కవాటాలను ఉపయోగిస్తారు.
సాధనాలు మరియు నియంత్రణలు. పర్యవేక్షించడానికి ముఖ్యమైన వేరియబుల్స్ ఇన్లెట్ మరియు అవుట్లెట్ ప్రెజర్, ఫ్లో రేట్, రొటేషన్ స్పీడ్ మరియు పవర్ అవుట్పుట్.
అధిక వేగంతో డ్రైవింగ్. పరికరం టర్బైన్‌కు ప్రవాహాన్ని తగ్గిస్తుంది
ప్రెజర్ సేఫ్టీ వాల్వ్ (పిఎస్‌వి). పైప్‌లైన్‌లు మరియు తక్కువ పీడన పరికరాలను రక్షించడానికి టర్బోఎక్స్పాండర్ తర్వాత పిఎస్‌విలు తరచుగా వ్యవస్థాపించబడతాయి. PSV ను చాలా తీవ్రమైన ఆకస్మిక పరిస్థితులను తట్టుకునేలా రూపొందించాలి, ఇందులో సాధారణంగా బైపాస్ వాల్వ్ తెరవడంలో వైఫల్యం ఉంటుంది. ఇప్పటికే ఉన్న ప్రెజర్ రిడక్షన్ స్టేషన్‌కు ఎక్స్‌పాండర్‌ను జోడించినట్లయితే, ప్రస్తుత పిఎస్‌వి తగిన రక్షణను అందిస్తుందో లేదో ప్రాసెస్ డిజైన్ బృందం నిర్ణయించాలి.
హీటర్. టర్బైన్ గుండా గ్యాస్ ప్రయాణిస్తున్నందున ఉష్ణోగ్రత తగ్గుదలకు హీటర్లు భర్తీ చేస్తాయి, కాబట్టి వాయువును వేడి చేయాలి. దీని ప్రధాన పని ఏమిటంటే, వాయువు యొక్క ఉష్ణోగ్రతను నిర్వహించడానికి పెరుగుతున్న వాయువు ప్రవాహం యొక్క ఉష్ణోగ్రతను పెంచడం, ఎక్స్‌పాండర్‌ను కనీస విలువ కంటే ఎక్కువ వదిలివేస్తుంది. ఉష్ణోగ్రతను పెంచే మరో ప్రయోజనం ఏమిటంటే, విద్యుత్ ఉత్పత్తిని పెంచడం అలాగే తుప్పు, సంగ్రహణ లేదా హైడ్రేట్లను నివారించడం, ఇది పరికర నాజిల్‌లను ప్రతికూలంగా ప్రభావితం చేస్తుంది. ఉష్ణ వినిమాయకాలను కలిగి ఉన్న వ్యవస్థలలో (మూర్తి 3 లో చూపిన విధంగా), గ్యాస్ ఉష్ణోగ్రత సాధారణంగా వేడిచేసిన ద్రవ ప్రవాహాన్ని ప్రీహీటర్‌లో నియంత్రించడం ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది. కొన్ని డిజైన్లలో, ఉష్ణ వినిమాయకానికి బదులుగా జ్వాల హీటర్ లేదా ఎలక్ట్రిక్ హీటర్ ఉపయోగించవచ్చు. ఇప్పటికే ఉన్న JT వాల్వ్ స్టేషన్‌లో హీటర్లు ఇప్పటికే ఉండవచ్చు, మరియు ఎక్స్‌పాండర్‌ను జోడించడానికి అదనపు హీటర్లను వ్యవస్థాపించడం అవసరం లేదు, కానీ వేడిచేసిన ద్రవం యొక్క ప్రవాహాన్ని పెంచుతుంది.
కందెన చమురు మరియు ముద్ర గ్యాస్ వ్యవస్థలు. పైన చెప్పినట్లుగా, ఎక్స్పాండర్లు వేర్వేరు ముద్ర డిజైన్లను ఉపయోగించవచ్చు, దీనికి కందెనలు మరియు సీలింగ్ వాయువులు అవసరం కావచ్చు. వర్తించే చోట, కందెన నూనె ప్రాసెస్ వాయువులతో సంబంధం కలిగి ఉన్నప్పుడు అధిక నాణ్యత మరియు స్వచ్ఛతను కొనసాగించాలి, మరియు చమురు స్నిగ్ధత స్థాయి సరళత కలిగిన బేరింగ్ల యొక్క అవసరమైన ఆపరేటింగ్ పరిధిలో ఉండాలి. మూసివున్న గ్యాస్ వ్యవస్థలు సాధారణంగా చమురు సరళత పరికరాన్ని కలిగి ఉంటాయి, బేరింగ్ బాక్స్ నుండి చమురు విస్తరణ పెట్టెలోకి ప్రవేశించకుండా నిరోధించడానికి. హైడ్రోకార్బన్ పరిశ్రమలో ఉపయోగించే భాగాల యొక్క ప్రత్యేక అనువర్తనాల కోసం, ల్యూబ్ ఆయిల్ మరియు సీల్ గ్యాస్ వ్యవస్థలు సాధారణంగా API 617 [5] పార్ట్ 4 స్పెసిఫికేషన్లకు రూపొందించబడ్డాయి.
వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్ (VFD). జనరేటర్ ప్రేరణగా ఉన్నప్పుడు, యుటిలిటీ ఫ్రీక్వెన్సీకి సరిపోయేలా ప్రత్యామ్నాయ ప్రస్తుత (ఎసి) సిగ్నల్‌ను సర్దుబాటు చేయడానికి VFD సాధారణంగా ఆన్ చేయబడుతుంది. సాధారణంగా, వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్‌ల ఆధారంగా డిజైన్లు గేర్‌బాక్స్‌లు లేదా ఇతర యాంత్రిక భాగాలను ఉపయోగించే డిజైన్ల కంటే ఎక్కువ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి. VFD- ఆధారిత వ్యవస్థలు విస్తృత శ్రేణి ప్రాసెస్ మార్పులకు అనుగుణంగా ఉంటాయి, దీని ఫలితంగా ఎక్స్‌పాండర్ షాఫ్ట్ వేగంతో మార్పులు వస్తాయి.
ఒకరి నుండి ఒకరికి వ్యాధి ప్రబలడం. కొన్ని ఎక్స్‌పాండర్ నమూనాలు జెనరేటర్ యొక్క రేట్ వేగానికి ఎక్స్‌పాండర్ యొక్క వేగాన్ని తగ్గించడానికి గేర్‌బాక్స్‌ను ఉపయోగిస్తాయి. గేర్‌బాక్స్‌ను ఉపయోగించే ఖర్చు మొత్తం సామర్థ్యం తక్కువ మరియు అందువల్ల తక్కువ శక్తి ఉత్పత్తి.
ఎక్స్‌పాండర్ కోసం కొటేషన్ (RFQ) కోసం అభ్యర్థనను సిద్ధం చేస్తున్నప్పుడు, ప్రాసెస్ ఇంజనీర్ మొదట ఈ క్రింది సమాచారంతో సహా ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులను నిర్ణయించాలి:
మెకానికల్ ఇంజనీర్లు తరచుగా ఎక్స్‌పాండర్ జనరేటర్ స్పెసిఫికేషన్లు మరియు ఇతర ఇంజనీరింగ్ విభాగాల నుండి డేటాను ఉపయోగించి స్పెసిఫికేషన్లను పూర్తి చేస్తారు. ఈ ఇన్పుట్లలో ఈ క్రిందివి ఉండవచ్చు:
స్పెసిఫికేషన్లలో టెండర్ ప్రక్రియలో భాగంగా తయారీదారు అందించిన పత్రాలు మరియు డ్రాయింగ్‌ల జాబితాను మరియు సరఫరా యొక్క పరిధి, అలాగే ప్రాజెక్ట్ ప్రకారం వర్తించే పరీక్షా విధానాలు కూడా ఉండాలి.
టెండర్ ప్రక్రియలో భాగంగా తయారీదారు అందించిన సాంకేతిక సమాచారం సాధారణంగా ఈ క్రింది అంశాలను కలిగి ఉండాలి:
ప్రతిపాదన యొక్క ఏదైనా అంశం అసలు స్పెసిఫికేషన్లకు భిన్నంగా ఉంటే, తయారీదారు విచలనాల జాబితాను మరియు విచలనాల కారణాలను కూడా అందించాలి.
ప్రతిపాదన వచ్చిన తర్వాత, ప్రాజెక్ట్ అభివృద్ధి బృందం సమ్మతి కోసం అభ్యర్థనను సమీక్షించాలి మరియు వైవిధ్యాలు సాంకేతికంగా సమర్థించబడుతున్నాయో లేదో నిర్ణయించాలి.
ప్రతిపాదనలను అంచనా వేసేటప్పుడు పరిగణించవలసిన ఇతర సాంకేతిక పరిశీలనలు:
చివరగా, ఆర్థిక విశ్లేషణ నిర్వహించాల్సిన అవసరం ఉంది. వేర్వేరు ఎంపికలు వేర్వేరు ప్రారంభ ఖర్చులకు దారితీయవచ్చు కాబట్టి, ప్రాజెక్ట్ యొక్క దీర్ఘకాలిక ఆర్థిక శాస్త్రాన్ని పోల్చడానికి మరియు పెట్టుబడిపై రాబడిని పోల్చడానికి నగదు ప్రవాహం లేదా జీవిత చక్ర వ్యయ విశ్లేషణను నిర్వహించాలని సిఫార్సు చేయబడింది. ఉదాహరణకు, పెరిగిన ఉత్పాదకత లేదా తగ్గిన నిర్వహణ అవసరాల ద్వారా అధిక ప్రారంభ పెట్టుబడి దీర్ఘకాలికంగా ఆఫ్‌సెట్ చేయవచ్చు. ఈ రకమైన విశ్లేషణపై సూచనల కోసం “సూచనలు” చూడండి. 4.
అన్ని టర్బోఎక్స్పాండర్-జనరేటర్ అనువర్తనాలకు ఒక నిర్దిష్ట అనువర్తనంలో తిరిగి పొందగలిగే మొత్తం శక్తిని నిర్ణయించడానికి ప్రారంభ మొత్తం సంభావ్య శక్తి గణన అవసరం. టర్బోఎక్స్పాండర్ జనరేటర్ కోసం, శక్తి సామర్థ్యాన్ని ఐసెంట్రోపిక్ (స్థిరమైన ఎంట్రోపీ) ప్రక్రియగా లెక్కించారు. ఘర్షణ లేకుండా రివర్సిబుల్ అడియాబాటిక్ ప్రక్రియను పరిగణనలోకి తీసుకోవడానికి ఇది అనువైన థర్మోడైనమిక్ పరిస్థితి, కానీ వాస్తవ శక్తి సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయడానికి ఇది సరైన ప్రక్రియ.
టర్బోఎక్స్పాండర్ యొక్క ఇన్లెట్ మరియు అవుట్లెట్ వద్ద నిర్దిష్ట ఎంథాల్పీ వ్యత్యాసాన్ని గుణించడం ద్వారా మరియు ద్రవ్యరాశి ప్రవాహం రేటు ద్వారా ఫలితాన్ని గుణించడం ద్వారా ఐసెంట్రోపిక్ పొటెన్షియల్ ఎనర్జీ (ఐపిపి) లెక్కించబడుతుంది. ఈ సంభావ్య శక్తి ఐసెంట్రోపిక్ పరిమాణంగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది (సమీకరణం (1)):
IPP = (హిన్లెట్ - H (I, E)) × ṁ X ŋ (1)
ఇక్కడ H (I, E) అనేది ఐసెంట్రోపిక్ అవుట్లెట్ ఉష్ణోగ్రతను పరిగణనలోకి తీసుకునే నిర్దిష్ట ఎంథాల్పీ మరియు ద్రవ్యరాశి ప్రవాహం రేటు.
సంభావ్య శక్తిని అంచనా వేయడానికి ఐసెన్ట్రోపిక్ సంభావ్య శక్తిని ఉపయోగించగలిగినప్పటికీ, అన్ని నిజమైన వ్యవస్థలు ఘర్షణ, వేడి మరియు ఇతర సహాయక శక్తి నష్టాలను కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల, వాస్తవ శక్తి సామర్థ్యాన్ని లెక్కించేటప్పుడు, కింది అదనపు ఇన్పుట్ డేటాను పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి:
చాలా టర్బోఎక్స్పాండర్ అనువర్తనాల్లో, ఇంతకు ముందు పేర్కొన్న పైపు గడ్డకట్టడం వంటి అవాంఛిత సమస్యలను నివారించడానికి ఉష్ణోగ్రత కనిష్టానికి పరిమితం చేయబడింది. సహజ వాయువు ప్రవహించే చోట, హైడ్రేట్లు దాదాపు ఎల్లప్పుడూ ఉంటాయి, అనగా టర్బోఎక్స్పాండర్ లేదా థొరెటల్ వాల్వ్ యొక్క పైప్‌లైన్ దిగువన 0 below C కంటే తక్కువ అవుట్లెట్ ఉష్ణోగ్రత పడిపోతే అంతర్గతంగా మరియు బాహ్యంగా స్తంభింపజేస్తుంది. మంచు ఏర్పడటం వలన ప్రవాహ పరిమితి వస్తుంది మరియు చివరికి సిస్టమ్‌ను డీఫ్రాస్ట్‌కు మూసివేస్తుంది. అందువల్ల, మరింత వాస్తవిక సంభావ్య శక్తి దృష్టాంతాన్ని లెక్కించడానికి “కావలసిన” అవుట్లెట్ ఉష్ణోగ్రత ఉపయోగించబడుతుంది. అయినప్పటికీ, హైడ్రోజన్ వంటి వాయువుల కోసం, ఉష్ణోగ్రత పరిమితి చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే హైడ్రోజన్ గ్యాస్ నుండి ద్రవంలోకి మారదు, అది క్రయోజెనిక్ ఉష్ణోగ్రత (-253 ° C) కు చేరే వరకు. నిర్దిష్ట ఎంథాల్పీని లెక్కించడానికి ఈ కావలసిన అవుట్లెట్ ఉష్ణోగ్రతను ఉపయోగించండి.
టర్బోఎక్స్పాండర్ వ్యవస్థ యొక్క సామర్థ్యాన్ని కూడా పరిగణించాలి. ఉపయోగించిన సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని బట్టి, సిస్టమ్ సామర్థ్యం గణనీయంగా మారవచ్చు. ఉదాహరణకు, టర్బైన్ నుండి జనరేటర్‌కు జెనరేటర్‌కు భ్రమణ శక్తిని బదిలీ చేయడానికి తగ్గింపు గేర్‌ను ఉపయోగించే టర్బోఎక్స్పాండర్ టర్బైన్ నుండి జనరేటర్‌కు ప్రత్యక్ష డ్రైవ్‌ను ఉపయోగించే వ్యవస్థ కంటే ఎక్కువ ఘర్షణ నష్టాలను అనుభవిస్తుంది. టర్బోప్యాండర్ వ్యవస్థ యొక్క మొత్తం సామర్థ్యం ఒక శాతంగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది మరియు టర్బోప్యాండర్ యొక్క వాస్తవ శక్తి సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేసేటప్పుడు పరిగణనలోకి తీసుకోబడుతుంది. వాస్తవ శక్తి సంభావ్యత (పిపి) ఈ క్రింది విధంగా లెక్కించబడుతుంది:
Pp = (హిన్లెట్ - హెక్సిట్) × ṁ x ṅ (2)
సహజ వాయువు పీడన ఉపశమనం యొక్క అనువర్తనాన్ని చూద్దాం. ABC ప్రధాన పైప్‌లైన్ నుండి సహజ వాయువును రవాణా చేసి స్థానిక మునిసిపాలిటీలకు పంపిణీ చేసే పీడన తగ్గింపు స్టేషన్‌ను నిర్వహిస్తుంది మరియు నిర్వహిస్తుంది. ఈ స్టేషన్ వద్ద, గ్యాస్ ఇన్లెట్ పీడనం 40 బార్ మరియు అవుట్లెట్ పీడనం 8 బార్. వేడిచేసిన ఇన్లెట్ గ్యాస్ ఉష్ణోగ్రత 35 ° C, ఇది పైప్‌లైన్ గడ్డకట్టడాన్ని నివారించడానికి వాయువును వేడి చేస్తుంది. అందువల్ల, అవుట్లెట్ గ్యాస్ ఉష్ణోగ్రత నియంత్రించబడాలి, తద్వారా ఇది 0 ° C కంటే తక్కువగా ఉండదు. ఈ ఉదాహరణలో మేము భద్రతా కారకాన్ని పెంచడానికి 5 ° C ను కనీస అవుట్లెట్ ఉష్ణోగ్రతగా ఉపయోగిస్తాము. సాధారణీకరించిన వాల్యూమెట్రిక్ గ్యాస్ ప్రవాహం రేటు గంటకు 50,000 nm3. శక్తి సామర్థ్యాన్ని లెక్కించడానికి, టర్బో ఎక్స్‌పాండర్ ద్వారా అన్ని గ్యాస్ ప్రవహిస్తుందని మరియు గరిష్ట విద్యుత్ ఉత్పత్తిని లెక్కించాలని మేము అనుకుంటాము. కింది గణనను ఉపయోగించి మొత్తం విద్యుత్ ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయండి:
పోస్ట్ సమయం: మే -25-2024