హాంగ్జౌ నుజువో టెక్నాలజీ గ్రూప్ కో., లిమిటెడ్.

రచయిత: లుకాస్ బిజిక్లి, ప్రొడక్ట్ పోర్ట్‌ఫోలియో మేనేజర్, ఇంటిగ్రేటెడ్ గేర్ డ్రైవ్స్, R&D CO2 కంప్రెషన్ మరియు హీట్ పంపులు, సిమెన్స్ ఎనర్జీ.
చాలా సంవత్సరాలుగా, ఇంటిగ్రేటెడ్ గేర్ కంప్రెసర్ (IGC) గాలి విభజన ప్లాంట్లకు ఎంపిక చేసుకునే సాంకేతికతగా ఉంది. ఇది ప్రధానంగా వాటి అధిక సామర్థ్యం కారణంగా ఉంది, ఇది ఆక్సిజన్, నైట్రోజన్ మరియు జడ వాయువు ఖర్చులను నేరుగా తగ్గిస్తుంది. అయితే, డీకార్బనైజేషన్‌పై పెరుగుతున్న దృష్టి IPCలపై కొత్త డిమాండ్లను ఉంచుతుంది, ముఖ్యంగా సామర్థ్యం మరియు నియంత్రణ సౌలభ్యం పరంగా. ప్లాంట్ ఆపరేటర్లకు, ముఖ్యంగా చిన్న మరియు మధ్య తరహా సంస్థలలో మూలధన వ్యయం ఒక ముఖ్యమైన అంశంగా కొనసాగుతోంది.
గత కొన్ని సంవత్సరాలుగా, సిమెన్స్ ఎనర్జీ ఎయిర్ సెపరేషన్ మార్కెట్ యొక్క మారుతున్న అవసరాలను తీర్చడానికి IGC సామర్థ్యాలను విస్తరించే లక్ష్యంతో అనేక పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి (R&D) ప్రాజెక్టులను ప్రారంభించింది. ఈ వ్యాసం మేము చేసిన కొన్ని నిర్దిష్ట డిజైన్ మెరుగుదలలను హైలైట్ చేస్తుంది మరియు ఈ మార్పులు మా కస్టమర్ల ఖర్చు మరియు కార్బన్ తగ్గింపు లక్ష్యాలను చేరుకోవడంలో ఎలా సహాయపడతాయో చర్చిస్తుంది.
నేడు చాలా ఎయిర్ సెపరేషన్ యూనిట్లు రెండు కంప్రెసర్లతో అమర్చబడి ఉన్నాయి: ప్రధాన ఎయిర్ కంప్రెసర్ (MAC) మరియు బూస్ట్ ఎయిర్ కంప్రెసర్ (BAC). ప్రధాన ఎయిర్ కంప్రెసర్ సాధారణంగా మొత్తం గాలి ప్రవాహాన్ని వాతావరణ పీడనం నుండి సుమారు 6 బార్ వరకు కుదిస్తుంది. ఈ ప్రవాహంలో కొంత భాగాన్ని BACలో 60 బార్ వరకు ఒత్తిడికి కుదిస్తారు.
శక్తి వనరుపై ఆధారపడి, కంప్రెసర్ సాధారణంగా ఆవిరి టర్బైన్ లేదా ఎలక్ట్రిక్ మోటారు ద్వారా నడపబడుతుంది. ఆవిరి టర్బైన్‌ను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, రెండు కంప్రెసర్‌లు ఒకే టర్బైన్ ద్వారా జంట షాఫ్ట్ చివరల ద్వారా నడపబడతాయి. క్లాసికల్ పథకంలో, ఆవిరి టర్బైన్ మరియు HAC మధ్య ఇంటర్మీడియట్ గేర్‌ను ఏర్పాటు చేస్తారు (చిత్రం 1).
విద్యుత్తుతో నడిచే మరియు ఆవిరి టర్బైన్ నడిచే వ్యవస్థలు రెండింటిలోనూ, కంప్రెసర్ సామర్థ్యం డీకార్బొనైజేషన్‌కు శక్తివంతమైన లివర్, ఎందుకంటే ఇది యూనిట్ యొక్క శక్తి వినియోగాన్ని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది. ఆవిరి టర్బైన్‌ల ద్వారా నడిచే MGPలకు ఇది చాలా ముఖ్యం, ఎందుకంటే ఆవిరి ఉత్పత్తికి అవసరమైన వేడిలో ఎక్కువ భాగం శిలాజ ఇంధనంతో నడిచే బాయిలర్‌ల నుండి పొందబడుతుంది.
ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు ఆవిరి టర్బైన్ డ్రైవ్‌లకు పర్యావరణ అనుకూల ప్రత్యామ్నాయాన్ని అందిస్తున్నప్పటికీ, నియంత్రణ సౌలభ్యం కోసం తరచుగా ఎక్కువ అవసరం ఉంటుంది. నేడు నిర్మిస్తున్న అనేక ఆధునిక వాయు విభజన ప్లాంట్లు గ్రిడ్-కనెక్ట్ చేయబడ్డాయి మరియు అధిక స్థాయిలో పునరుత్పాదక శక్తి వినియోగాన్ని కలిగి ఉన్నాయి. ఉదాహరణకు, ఆస్ట్రేలియాలో, అమ్మోనియా సంశ్లేషణ కోసం నత్రజనిని ఉత్పత్తి చేయడానికి గాలి విభజన యూనిట్లను (ASUలు) ఉపయోగించే అనేక గ్రీన్ అమ్మోనియా ప్లాంట్లను నిర్మించడానికి ప్రణాళికలు ఉన్నాయి మరియు సమీపంలోని పవన మరియు సౌర క్షేత్రాల నుండి విద్యుత్తును పొందుతాయని భావిస్తున్నారు. ఈ ప్లాంట్లలో, విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో సహజ హెచ్చుతగ్గులను భర్తీ చేయడానికి నియంత్రణ సరళత చాలా కీలకం.
సిమెన్స్ ఎనర్జీ 1948లో మొదటి IGC (గతంలో VK అని పిలుస్తారు)ను అభివృద్ధి చేసింది. నేడు ఈ కంపెనీ ప్రపంచవ్యాప్తంగా 2,300 కంటే ఎక్కువ యూనిట్లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, వీటిలో చాలా వరకు 400,000 m3/h కంటే ఎక్కువ ప్రవాహ రేట్లు కలిగిన అప్లికేషన్‌ల కోసం రూపొందించబడ్డాయి. మా ఆధునిక MGPలు ఒక భవనంలో గంటకు 1.2 మిలియన్ క్యూబిక్ మీటర్ల వరకు ప్రవాహ రేటును కలిగి ఉంటాయి. వీటిలో సింగిల్-స్టేజ్ వెర్షన్‌లలో 2.5 లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పీడన నిష్పత్తులు మరియు సీరియల్ వెర్షన్‌లలో 6 వరకు పీడన నిష్పత్తులు కలిగిన కన్సోల్ కంప్రెసర్‌ల గేర్‌లెస్ వెర్షన్‌లు ఉన్నాయి.
ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, IGC సామర్థ్యం, ​​నియంత్రణ సరళత మరియు మూలధన వ్యయాల కోసం పెరుగుతున్న డిమాండ్లను తీర్చడానికి, మేము కొన్ని ముఖ్యమైన డిజైన్ మెరుగుదలలను చేసాము, అవి క్రింద సంగ్రహించబడ్డాయి.
మొదటి MAC దశలో సాధారణంగా ఉపయోగించే అనేక ఇంపెల్లర్ల యొక్క వేరియబుల్ సామర్థ్యం బ్లేడ్ జ్యామితిని మార్చడం ద్వారా పెరుగుతుంది. ఈ కొత్త ఇంపెల్లర్‌తో, సాంప్రదాయ LS డిఫ్యూజర్‌లతో కలిపి 89% వరకు వేరియబుల్ సామర్థ్యాలను మరియు కొత్త తరం హైబ్రిడ్ డిఫ్యూజర్‌లతో కలిపి 90% కంటే ఎక్కువ సాధించవచ్చు.
అదనంగా, ఇంపెల్లర్ 1.3 కంటే ఎక్కువ మాక్ సంఖ్యను కలిగి ఉంటుంది, ఇది మొదటి దశకు అధిక శక్తి సాంద్రత మరియు కుదింపు నిష్పత్తిని అందిస్తుంది. ఇది మూడు-దశల MAC వ్యవస్థలలో గేర్లు ప్రసారం చేయవలసిన శక్తిని కూడా తగ్గిస్తుంది, ఇది మొదటి దశలలో చిన్న వ్యాసం కలిగిన గేర్లు మరియు డైరెక్ట్ డ్రైవ్ గేర్‌బాక్స్‌లను ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తుంది.
సాంప్రదాయ పూర్తి-నిడివి LS వేన్ డిఫ్యూజర్‌తో పోలిస్తే, తదుపరి తరం హైబ్రిడ్ డిఫ్యూజర్ 2.5% పెరిగిన దశ సామర్థ్యాన్ని మరియు 3% నియంత్రణ కారకాన్ని కలిగి ఉంది. బ్లేడ్‌లను కలపడం ద్వారా ఈ పెరుగుదల సాధించబడుతుంది (అంటే బ్లేడ్‌లను పూర్తి-ఎత్తు మరియు పాక్షిక-ఎత్తు విభాగాలుగా విభజించారు). ఈ కాన్ఫిగరేషన్‌లో.
ఇంపెల్లర్ మరియు డిఫ్యూజర్ మధ్య ప్రవాహ అవుట్‌పుట్ బ్లేడ్ ఎత్తులో ఒక భాగం ద్వారా తగ్గించబడుతుంది, ఇది సాంప్రదాయ LS డిఫ్యూజర్ యొక్క బ్లేడ్‌ల కంటే ఇంపెల్లర్‌కు దగ్గరగా ఉంటుంది. సాంప్రదాయ LS డిఫ్యూజర్ మాదిరిగానే, బ్లేడ్‌లను దెబ్బతీసే ఇంపెల్లర్-డిఫ్యూజర్ పరస్పర చర్యను నివారించడానికి పూర్తి-పొడవు బ్లేడ్‌ల యొక్క ప్రముఖ అంచులు ఇంపెల్లర్ నుండి సమాన దూరంలో ఉంటాయి.
ఇంపెల్లర్‌కు దగ్గరగా బ్లేడ్‌ల ఎత్తును పాక్షికంగా పెంచడం వల్ల పల్సేషన్ జోన్ దగ్గర ప్రవాహ దిశ కూడా మెరుగుపడుతుంది. పూర్తి-నిడివి గల వేన్ విభాగం యొక్క లీడింగ్ ఎడ్జ్ సాంప్రదాయ LS డిఫ్యూజర్ వలె అదే వ్యాసం కలిగి ఉన్నందున, థొరెటల్ లైన్ ప్రభావితం కాదు, ఇది విస్తృత శ్రేణి అప్లికేషన్ మరియు ట్యూనింగ్‌ను అనుమతిస్తుంది.
నీటి ఇంజెక్షన్‌లో చూషణ గొట్టంలోని గాలి ప్రవాహంలోకి నీటి బిందువులను ఇంజెక్ట్ చేయడం జరుగుతుంది. బిందువులు ఆవిరైపోయి ప్రక్రియ వాయు ప్రవాహం నుండి వేడిని గ్రహిస్తాయి, తద్వారా ఇన్లెట్ ఉష్ణోగ్రతను కుదింపు దశకు తగ్గిస్తుంది. దీని ఫలితంగా ఐసెన్ట్రోపిక్ విద్యుత్ అవసరాలు తగ్గుతాయి మరియు సామర్థ్యం 1% కంటే ఎక్కువ పెరుగుతుంది.
గేర్ షాఫ్ట్‌ను గట్టిపరచడం వలన యూనిట్ ప్రాంతానికి అనుమతించదగిన ఒత్తిడిని పెంచవచ్చు, ఇది దంతాల వెడల్పును తగ్గించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. ఇది గేర్‌బాక్స్‌లో యాంత్రిక నష్టాలను 25% వరకు తగ్గిస్తుంది, ఫలితంగా మొత్తం సామర్థ్యం 0.5% వరకు పెరుగుతుంది. అదనంగా, పెద్ద గేర్‌బాక్స్‌లో తక్కువ లోహాన్ని ఉపయోగించడం వలన ప్రధాన కంప్రెసర్ ఖర్చులను 1% వరకు తగ్గించవచ్చు.
ఈ ఇంపెల్లర్ 0.25 వరకు ఫ్లో కోఎఫీషియంట్ (φ)తో పనిచేయగలదు మరియు 65 డిగ్రీల ఇంపెల్లర్ల కంటే 6% ఎక్కువ హెడ్‌ను అందిస్తుంది. అదనంగా, ఫ్లో కోఎఫీషియంట్ 0.25కి చేరుకుంటుంది మరియు IGC యంత్రం యొక్క డబుల్-ఫ్లో డిజైన్‌లో, వాల్యూమెట్రిక్ ప్రవాహం 1.2 మిలియన్ m3/h లేదా 2.4 మిలియన్ m3/hకి కూడా చేరుకుంటుంది.
అధిక ఫై విలువ అదే వాల్యూమ్ ప్రవాహం వద్ద చిన్న వ్యాసం కలిగిన ఇంపెల్లర్‌ను ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తుంది, తద్వారా ప్రధాన కంప్రెసర్ ధర 4% వరకు తగ్గుతుంది. మొదటి దశ ఇంపెల్లర్ యొక్క వ్యాసాన్ని మరింత తగ్గించవచ్చు.
75° ఇంపెల్లర్ విక్షేపం కోణం ద్వారా అధిక తలం సాధించబడుతుంది, ఇది అవుట్‌లెట్ వద్ద చుట్టుకొలత వేగ భాగాన్ని పెంచుతుంది మరియు తద్వారా యూలర్ సమీకరణం ప్రకారం అధిక తలాన్ని అందిస్తుంది.
అధిక వేగం మరియు అధిక సామర్థ్యం గల ఇంపెల్లర్లతో పోలిస్తే, వాల్యూట్‌లో అధిక నష్టాల కారణంగా ఇంపెల్లర్ యొక్క సామర్థ్యం కొద్దిగా తగ్గుతుంది. మధ్యస్థ-పరిమాణ స్నైల్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా దీనిని భర్తీ చేయవచ్చు. అయితే, ఈ వాల్యూట్‌లు లేకుండా కూడా, 1.0 మాక్ సంఖ్య మరియు 0.24 ప్రవాహ గుణకం వద్ద 87% వరకు వేరియబుల్ సామర్థ్యాన్ని సాధించవచ్చు.
పెద్ద గేర్ యొక్క వ్యాసం తగ్గినప్పుడు చిన్న వాల్యూట్ ఇతర వాల్యూట్‌లతో ఢీకొనకుండా ఉండటానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. ఆపరేటర్లు గరిష్టంగా అనుమతించదగిన గేర్ వేగాన్ని మించకుండా 6-పోల్ మోటారు నుండి అధిక-వేగ 4-పోల్ మోటారుకు (1000 rpm నుండి 1500 rpm) మారడం ద్వారా ఖర్చులను ఆదా చేయవచ్చు. అదనంగా, ఇది హెలికల్ మరియు పెద్ద గేర్‌ల కోసం మెటీరియల్ ఖర్చులను తగ్గించగలదు.
మొత్తంమీద, ప్రధాన కంప్రెసర్ మూలధన వ్యయాలలో 2% వరకు ఆదా చేయగలదు, అంతేకాకుండా ఇంజిన్ మూలధన వ్యయాలలో 2% కూడా ఆదా చేయగలదు. కాంపాక్ట్ వాల్యూట్‌లు కొంత తక్కువ సామర్థ్యం కలిగి ఉన్నందున, వాటిని ఉపయోగించాలనే నిర్ణయం ఎక్కువగా క్లయింట్ యొక్క ప్రాధాన్యతలపై ఆధారపడి ఉంటుంది (ఖర్చు vs. సామర్థ్యం) మరియు ప్రాజెక్ట్-బై-ప్రాజెక్ట్ ఆధారంగా అంచనా వేయాలి.
నియంత్రణ సామర్థ్యాలను పెంచడానికి, IGVని బహుళ దశల ముందు ఇన్‌స్టాల్ చేయవచ్చు. ఇది మునుపటి IGC ప్రాజెక్టులకు పూర్తి విరుద్ధంగా ఉంది, ఇందులో మొదటి దశ వరకు IGVలు మాత్రమే ఉన్నాయి.
IGC యొక్క మునుపటి పునరావృతాలలో, వోర్టెక్స్ గుణకం (అంటే, రెండవ IGV యొక్క కోణం మొదటి IGV1 కోణంతో భాగించబడుతుంది) ప్రవాహం ముందుకు ఉందా (కోణం > 0°, తగ్గిస్తున్న తల) లేదా రివర్స్ వోర్టెక్స్ (కోణం < 0). °, పీడనం పెరుగుతుంది). ఇది అననుకూలమైనది ఎందుకంటే కోణం యొక్క సంకేతం సానుకూల మరియు ప్రతికూల వోర్టిసెస్ మధ్య మారుతుంది.
యంత్రం ఫార్వర్డ్ మరియు రివర్స్ వోర్టెక్స్ మోడ్‌లో ఉన్నప్పుడు కొత్త కాన్ఫిగరేషన్ రెండు వేర్వేరు వోర్టెక్స్ నిష్పత్తులను ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తుంది, తద్వారా స్థిరమైన సామర్థ్యాన్ని కొనసాగిస్తూ నియంత్రణ పరిధిని 4% పెంచుతుంది.
BACలలో సాధారణంగా ఉపయోగించే ఇంపెల్లర్ కోసం LS డిఫ్యూజర్‌ను చేర్చడం ద్వారా, బహుళ-దశల సామర్థ్యాన్ని 89%కి పెంచవచ్చు. ఇది ఇతర సామర్థ్య మెరుగుదలలతో కలిపి, మొత్తం రైలు సామర్థ్యాన్ని కొనసాగిస్తూ BAC దశల సంఖ్యను తగ్గిస్తుంది. దశల సంఖ్యను తగ్గించడం వలన ఇంటర్‌కూలర్, అనుబంధ ప్రాసెస్ గ్యాస్ పైపింగ్ మరియు రోటర్ మరియు స్టేటర్ భాగాల అవసరాన్ని తొలగిస్తుంది, ఫలితంగా 10% ఖర్చు ఆదా అవుతుంది. అదనంగా, అనేక సందర్భాల్లో ప్రధాన ఎయిర్ కంప్రెసర్ మరియు బూస్టర్ కంప్రెసర్‌ను ఒకే యంత్రంలో కలపడం సాధ్యమవుతుంది.
ముందుగా చెప్పినట్లుగా, సాధారణంగా ఆవిరి టర్బైన్ మరియు VAC మధ్య ఇంటర్మీడియట్ గేర్ అవసరం. సిమెన్స్ ఎనర్జీ నుండి కొత్త IGC డిజైన్‌తో, ఈ ఐడ్లర్ గేర్‌ను పినియన్ షాఫ్ట్ మరియు పెద్ద గేర్ (4 గేర్లు) మధ్య ఐడ్లర్ షాఫ్ట్‌ను జోడించడం ద్వారా గేర్‌బాక్స్‌లో విలీనం చేయవచ్చు. ఇది మొత్తం లైన్ ఖర్చును (ప్రధాన కంప్రెసర్ ప్లస్ సహాయక పరికరాలు) 4% వరకు తగ్గించవచ్చు.
అదనంగా, పెద్ద ప్రధాన ఎయిర్ కంప్రెసర్లలో 6-పోల్ నుండి 4-పోల్ మోటార్లకు మారడానికి కాంపాక్ట్ స్క్రోల్ మోటార్లకు 4-పినియన్ గేర్లు మరింత సమర్థవంతమైన ప్రత్యామ్నాయం (వాల్యూట్ ఢీకొనే అవకాశం ఉంటే లేదా గరిష్టంగా అనుమతించదగిన పినియన్ వేగం తగ్గితే).
కార్బన్ క్యాప్చర్, యుటిలైజేషన్ మరియు స్టోరేజ్ (CCUS) అభివృద్ధిలో హీట్ పంపులు మరియు ఆవిరి కంప్రెషన్, అలాగే CO2 కంప్రెషన్‌తో సహా పారిశ్రామిక డీకార్బనైజేషన్‌కు ముఖ్యమైన అనేక మార్కెట్లలో వీటి వాడకం సర్వసాధారణంగా మారుతోంది.
సిమెన్స్ ఎనర్జీకి IGCలను రూపొందించడంలో మరియు నిర్వహించడంలో సుదీర్ఘ చరిత్ర ఉంది. పైన పేర్కొన్న (మరియు ఇతర) పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి ప్రయత్నాల ద్వారా రుజువు చేయబడినట్లుగా, ప్రత్యేకమైన అప్లికేషన్ అవసరాలను తీర్చడానికి మరియు తక్కువ ఖర్చులు, పెరిగిన సామర్థ్యం మరియు పెరిగిన స్థిరత్వం కోసం పెరుగుతున్న మార్కెట్ డిమాండ్‌లను తీర్చడానికి ఈ యంత్రాలను నిరంతరం ఆవిష్కరించడానికి మేము కట్టుబడి ఉన్నాము. KT2