హాంగ్జౌ నుజువో టెక్నాలజీ గ్రూప్ CO., లిమిటెడ్.

రచయిత: లుకాస్ బిజిక్లీ, ప్రొడక్ట్ పోర్ట్‌ఫోలియో మేనేజర్, ఇంటిగ్రేటెడ్ గేర్ డ్రైవ్‌లు, ఆర్ అండ్ డి CO2 కంప్రెషన్ అండ్ హీట్ పంప్స్, సిమెన్స్ ఎనర్జీ.
చాలా సంవత్సరాలుగా, ఇంటిగ్రేటెడ్ గేర్ కంప్రెసర్ (ఐజిసి) ఎయిర్ సెపరేషన్ ప్లాంట్లకు ఎంపిక చేసే సాంకేతికత. ఇది ప్రధానంగా వాటి అధిక సామర్థ్యం కారణంగా ఉంది, ఇది నేరుగా ఆక్సిజన్, నత్రజని మరియు జడ వాయువు కోసం ఖర్చులను తగ్గిస్తుంది. ఏదేమైనా, డెకార్బోనైజేషన్ పై పెరుగుతున్న దృష్టి ఐపిసిలపై కొత్త డిమాండ్లను ఉంచుతుంది, ముఖ్యంగా సామర్థ్యం మరియు నియంత్రణ వశ్యత పరంగా. మొక్కల ఆపరేటర్లకు, ముఖ్యంగా చిన్న మరియు మధ్య తరహా సంస్థలలో మూలధన వ్యయం ఒక ముఖ్యమైన కారకంగా కొనసాగుతోంది.
గత కొన్ని సంవత్సరాలుగా, సిమెన్స్ ఎనర్జీ ఎయిర్ సెపరేషన్ మార్కెట్ యొక్క మారుతున్న అవసరాలను తీర్చడానికి ఐజిసి సామర్థ్యాలను విస్తరించే లక్ష్యంతో అనేక పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి (ఆర్ అండ్ డి) ప్రాజెక్టులను ప్రారంభించింది. ఈ వ్యాసం మేము చేసిన కొన్ని నిర్దిష్ట డిజైన్ మెరుగుదలలను హైలైట్ చేస్తుంది మరియు ఈ మార్పులు మా వినియోగదారుల ఖర్చు మరియు కార్బన్ తగ్గింపు లక్ష్యాలను చేరుకోవడం ఎలా సహాయపడుతుందో చర్చిస్తుంది.
ఈ రోజు చాలా గాలి విభజన యూనిట్లు రెండు కంప్రెషర్‌లను కలిగి ఉన్నాయి: ఒక ప్రధాన ఎయిర్ కంప్రెసర్ (MAC) మరియు బూస్ట్ ఎయిర్ కంప్రెసర్ (BAC). ప్రధాన ఎయిర్ కంప్రెసర్ సాధారణంగా వాతావరణ పీడనం నుండి సుమారు 6 బార్‌కు మొత్తం గాలి ప్రవాహాన్ని కుదిస్తుంది. ఈ ప్రవాహం యొక్క కొంత భాగం BAC లో 60 బార్ వరకు ఒత్తిడికి మరింత కుదించబడుతుంది.
శక్తి మూలాన్ని బట్టి, కంప్రెసర్ సాధారణంగా ఆవిరి టర్బైన్ లేదా ఎలక్ట్రిక్ మోటారు ద్వారా నడపబడుతుంది. ఆవిరి టర్బైన్ ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, రెండు కంప్రెషర్లు ఒకే టర్బైన్ ద్వారా జంట షాఫ్ట్ చివరల ద్వారా నడపబడతాయి. శాస్త్రీయ పథకంలో, ఆవిరి టర్బైన్ మరియు HAC (Fig. 1) మధ్య ఇంటర్మీడియట్ గేర్ వ్యవస్థాపించబడుతుంది.
విద్యుత్ నడిచే మరియు ఆవిరి టర్బైన్ నడిచే వ్యవస్థలలో, కంప్రెసర్ సామర్థ్యం డెకార్బోనైజేషన్ కోసం ఒక శక్తివంతమైన లివర్, ఎందుకంటే ఇది యూనిట్ యొక్క శక్తి వినియోగాన్ని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది. ఆవిరి టర్బైన్ల ద్వారా నడిచే MGP లకు ఇది చాలా ముఖ్యం, ఎందుకంటే శిలాజ ఇంధన-ఆధారిత బాయిలర్లలో ఆవిరి ఉత్పత్తికి ఎక్కువ వేడి లభిస్తుంది.
ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు ఆవిరి టర్బైన్ డ్రైవ్‌లకు పచ్చటి ప్రత్యామ్నాయాన్ని అందించినప్పటికీ, నియంత్రణ వశ్యతకు తరచుగా ఎక్కువ అవసరం ఉంటుంది. ఈ రోజు నిర్మిస్తున్న అనేక ఆధునిక గాలి విభజన మొక్కలు గ్రిడ్-కనెక్ట్ అయ్యాయి మరియు అధిక స్థాయి పునరుత్పాదక శక్తి వినియోగాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, ఆస్ట్రేలియాలో, అమ్మోనియా సంశ్లేషణ కోసం నత్రజనిని ఉత్పత్తి చేయడానికి గాలి విభజన యూనిట్లను (ASUS) ఉపయోగించే అనేక ఆకుపచ్చ అమ్మోనియా మొక్కలను నిర్మించే ప్రణాళికలు ఉన్నాయి మరియు సమీప గాలి మరియు సౌర క్షేత్రాల నుండి విద్యుత్తును పొందుతారని భావిస్తున్నారు. ఈ మొక్కల వద్ద, విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో సహజ హెచ్చుతగ్గులను భర్తీ చేయడానికి నియంత్రణ వశ్యత కీలకం.
సిమెన్స్ ఎనర్జీ 1948 లో మొట్టమొదటి ఐజిసిని (గతంలో వికె అని పిలుస్తారు) అభివృద్ధి చేసింది. ఈ రోజు కంపెనీ ప్రపంచవ్యాప్తంగా 2,300 యూనిట్లకు పైగా ఉత్పత్తి చేస్తుంది, వీటిలో చాలా వరకు 400,000 మీ 3/గం కంటే ఎక్కువ ప్రవాహ రేటు కలిగిన అనువర్తనాల కోసం రూపొందించబడ్డాయి. మా ఆధునిక MGP లు ఒక భవనంలో గంటకు 1.2 మిలియన్ క్యూబిక్ మీటర్ల వరకు ప్రవాహం రేటును కలిగి ఉన్నాయి. సింగిల్-స్టేజ్ వెర్షన్లలో 2.5 లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పీడన నిష్పత్తులతో కన్సోల్ కంప్రెషర్ల గేర్‌లెస్ వెర్షన్లు మరియు సీరియల్ వెర్షన్లలో 6 వరకు పీడన నిష్పత్తులు ఉన్నాయి.
ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, ఐజిసి సామర్థ్యం, ​​నియంత్రణ వశ్యత మరియు మూలధన ఖర్చుల కోసం పెరుగుతున్న డిమాండ్లను తీర్చడానికి, మేము కొన్ని ముఖ్యమైన డిజైన్ మెరుగుదలలను చేసాము, ఇవి క్రింద సంగ్రహించబడ్డాయి.
మొదటి MAC దశలో సాధారణంగా ఉపయోగించే అనేక ఇంపెల్లర్ల యొక్క వేరియబుల్ సామర్థ్యం బ్లేడ్ జ్యామితిని మార్చడం ద్వారా పెరుగుతుంది. ఈ కొత్త ఇంపెల్లర్‌తో, సాంప్రదాయిక ఎల్‌ఎస్ డిఫ్యూజర్‌లతో కలిపి 89% వరకు వేరియబుల్ సామర్థ్యాలను సాధించవచ్చు మరియు కొత్త తరం హైబ్రిడ్ డిఫ్యూజర్‌లతో కలిపి 90% పైగా.
అదనంగా, ఇంపెల్లర్ 1.3 కన్నా ఎక్కువ మాక్ సంఖ్యను కలిగి ఉంది, ఇది మొదటి దశను అధిక శక్తి సాంద్రత మరియు కుదింపు నిష్పత్తితో అందిస్తుంది. ఇది మూడు-దశల MAC సిస్టమ్స్‌లో గేర్‌లను ప్రసారం చేసే శక్తిని కూడా తగ్గిస్తుంది, ఇది మొదటి దశలలో చిన్న వ్యాసం గేర్‌లు మరియు డైరెక్ట్ డ్రైవ్ గేర్‌బాక్స్‌ల వాడకాన్ని అనుమతిస్తుంది.
సాంప్రదాయ పూర్తి-నిడివి గల LS వేన్ డిఫ్యూజర్‌తో పోలిస్తే, తరువాతి తరం హైబ్రిడ్ డిఫ్యూజర్ 2.5% యొక్క దశ సామర్థ్యం మరియు నియంత్రణ కారకం 3%. ఈ పెరుగుదల బ్లేడ్లను కలపడం ద్వారా సాధించబడుతుంది (అనగా బ్లేడ్లు పూర్తి-ఎత్తు మరియు పాక్షిక-ఎత్తు విభాగాలుగా విభజించబడ్డాయి). ఈ కాన్ఫిగరేషన్‌లో
సాంప్రదాయిక LS డిఫ్యూజర్ యొక్క బ్లేడ్ల కంటే ఇంపెల్లర్ మరియు డిఫ్యూజర్ మధ్య ప్రవాహ ఉత్పత్తి బ్లేడ్ ఎత్తులో కొంత భాగం తగ్గించబడుతుంది. సాంప్రదాయిక LS డిఫ్యూజర్ మాదిరిగా, పూర్తి-నిడివి బ్లేడ్‌ల యొక్క ప్రముఖ అంచులు బ్లేడ్‌లను దెబ్బతీసే ఇంపెల్లర్-డిఫ్యూజర్ పరస్పర చర్యను నివారించడానికి ఇంపెల్లర్ నుండి సమానంగా ఉంటాయి.
ఇంపెల్లర్‌కు దగ్గరగా ఉన్న బ్లేడ్‌ల ఎత్తును పాక్షికంగా పెంచడం కూడా పల్సేషన్ జోన్ దగ్గర ప్రవాహ దిశను మెరుగుపరుస్తుంది. పూర్తి-నిడివి గల వాన్ విభాగం యొక్క ప్రముఖ అంచు సాంప్రదాయిక LS డిఫ్యూజర్ వలె అదే వ్యాసంగా ఉన్నందున, థొరెటల్ లైన్ ప్రభావితం కాదు, ఇది విస్తృత శ్రేణి అప్లికేషన్ మరియు ట్యూనింగ్‌ను అనుమతిస్తుంది.
నీటి ఇంజెక్షన్‌లో చూషణ గొట్టంలో నీటి బిందువులను గాలి ప్రవాహంలోకి ప్రవేశించడం ఉంటుంది. బిందువులు ప్రాసెస్ గ్యాస్ స్ట్రీమ్ నుండి ఆవిరి మరియు వేడిని గ్రహిస్తాయి, తద్వారా ఇన్లెట్ ఉష్ణోగ్రతను కుదింపు దశకు తగ్గిస్తుంది. ఇది ఐసెంట్రోపిక్ విద్యుత్ అవసరాలను తగ్గిస్తుంది మరియు 1%కంటే ఎక్కువ సామర్థ్యం పెరుగుతుంది.
గేర్ షాఫ్ట్ గట్టిపడటం యూనిట్ ప్రాంతానికి అనుమతించదగిన ఒత్తిడిని పెంచడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది, ఇది దంతాల వెడల్పును తగ్గించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. ఇది గేర్‌బాక్స్‌లో యాంత్రిక నష్టాలను 25%వరకు తగ్గిస్తుంది, దీని ఫలితంగా మొత్తం సామర్థ్యం 0.5%వరకు పెరుగుతుంది. అదనంగా, ప్రధాన కంప్రెసర్ ఖర్చులను 1% వరకు తగ్గించవచ్చు ఎందుకంటే పెద్ద గేర్‌బాక్స్‌లో తక్కువ లోహం ఉపయోగించబడుతుంది.
ఈ ఇంపెల్లర్ 0.25 వరకు ప్రవాహ గుణకం (φ) తో పనిచేయగలదు మరియు 65 డిగ్రీల ఇంపెల్లర్ల కంటే 6% ఎక్కువ తలని అందిస్తుంది. అదనంగా, ప్రవాహ గుణకం 0.25 కి చేరుకుంటుంది మరియు IGC మెషీన్ యొక్క డబుల్-ఫ్లో డిజైన్‌లో, వాల్యూమెట్రిక్ ప్రవాహం 1.2 మిలియన్ m3/h లేదా 2.4 మిలియన్ m3/h కి చేరుకుంటుంది.
అధిక PHI విలువ ఒకే వాల్యూమ్ ప్రవాహంలో చిన్న వ్యాసం కలిగిన ఇంపెల్లర్‌ను ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తుంది, తద్వారా ప్రధాన కంప్రెసర్ ఖర్చును 4%వరకు తగ్గిస్తుంది. మొదటి దశ ఇంపెల్లర్ యొక్క వ్యాసాన్ని మరింత తగ్గించవచ్చు.
అధిక తల 75 ° ఇంపెల్లర్ విక్షేపం కోణం ద్వారా సాధించబడుతుంది, ఇది అవుట్లెట్ వద్ద సర్క్ఫరెన్షియల్ వెలాసిటీ భాగాన్ని పెంచుతుంది మరియు తద్వారా ఐలర్ యొక్క సమీకరణం ప్రకారం అధిక తలని అందిస్తుంది.
హై-స్పీడ్ మరియు అధిక-సామర్థ్య ఇంపెల్లర్‌లతో పోలిస్తే, వాల్యూట్‌లో అధిక నష్టాల కారణంగా ఇంపెల్లర్ యొక్క సామర్థ్యం కొద్దిగా తగ్గుతుంది. మధ్య తరహా నత్తను ఉపయోగించడం ద్వారా దీనిని భర్తీ చేయవచ్చు. ఏదేమైనా, ఈ వాల్యూట్లు లేకుండా, 87% వరకు వేరియబుల్ సామర్థ్యాన్ని మాక్ సంఖ్య 1.0 వద్ద మరియు 0.24 ప్రవాహ గుణకం వద్ద సాధించవచ్చు.
పెద్ద గేర్ యొక్క వ్యాసం తగ్గినప్పుడు చిన్న వాల్యూట్ ఇతర వాల్యూట్‌లతో ఘర్షణలను నివారించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. ఆపరేటర్లు గరిష్టంగా అనుమతించదగిన గేర్ వేగాన్ని మించకుండా 6-పోల్ మోటారు నుండి అధిక-స్పీడ్ 4-పోల్ మోటారు (1000 ఆర్‌పిఎమ్ నుండి 1500 ఆర్‌పిఎమ్) కు మారడం ద్వారా ఖర్చులను ఆదా చేయవచ్చు. అదనంగా, ఇది హెలికల్ మరియు పెద్ద గేర్‌ల కోసం పదార్థ ఖర్చులను తగ్గిస్తుంది.
మొత్తంమీద, ప్రధాన కంప్రెసర్ మూలధన ఖర్చులలో 2% వరకు ఆదా చేయగలదు, అంతేకాకుండా ఇంజిన్ మూలధన ఖర్చులలో 2% ఆదా చేస్తుంది. కాంపాక్ట్ వాల్యూట్‌లు కొంత తక్కువ సమర్థవంతంగా ఉన్నందున, వాటిని ఉపయోగించాలనే నిర్ణయం ఎక్కువగా క్లయింట్ యొక్క ప్రాధాన్యతలపై ఆధారపడి ఉంటుంది (ఖర్చు వర్సెస్ సామర్థ్యం) మరియు ప్రాజెక్ట్-బై-ప్రాజెక్ట్ ప్రాతిపదికన అంచనా వేయబడాలి.
నియంత్రణ సామర్థ్యాలను పెంచడానికి, IGV ని బహుళ దశల ముందు వ్యవస్థాపించవచ్చు. ఇది మునుపటి ఐజిసి ప్రాజెక్టులకు పూర్తి విరుద్ధంగా ఉంది, ఇందులో మొదటి దశ వరకు ఐజివిలు మాత్రమే ఉన్నాయి.
IGC యొక్క మునుపటి పునరావృతాలలో, సుడి గుణకం (అనగా, రెండవ IGV యొక్క కోణం మొదటి IGV1 యొక్క కోణంతో విభజించబడింది) ప్రవాహం ముందుకు ఉందా (కోణం> 0 °, తల తగ్గించడం) లేదా రివర్స్ సుడిగుండం (యాంగిల్ <0) అనే దానితో సంబంధం లేకుండా స్థిరంగా ఉంది. పీడనం పెరుగుతుంది). ఇది అననుకూలమైనది ఎందుకంటే కోణం యొక్క సంకేతం సానుకూల మరియు ప్రతికూల వోర్టిసెస్ మధ్య మారుతుంది.
కొత్త కాన్ఫిగరేషన్ మెషీన్ ఫార్వర్డ్ మరియు రివర్స్ వోర్టెక్స్ మోడ్‌లో ఉన్నప్పుడు రెండు వేర్వేరు వోర్టెక్స్ నిష్పత్తులను ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తుంది, తద్వారా స్థిరమైన సామర్థ్యాన్ని కొనసాగిస్తూ నియంత్రణ పరిధిని 4% పెంచుతుంది.
సాధారణంగా BAC లలో 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 ఇంటర్‌కూలర్, అనుబంధ ప్రాసెస్ గ్యాస్ పైపింగ్ మరియు రోటర్ మరియు స్టేటర్ భాగాల అవసరాన్ని తొలగిస్తుంది, దీని ఫలితంగా 10%ఖర్చు ఆదా అవుతుంది. అదనంగా, చాలా సందర్భాల్లో ప్రధాన ఎయిర్ కంప్రెసర్ మరియు బూస్టర్ కంప్రెషర్‌ను ఒకే యంత్రంలో కలపడం సాధ్యమవుతుంది.
ఇంతకు ముందే చెప్పినట్లుగా, సాధారణంగా ఆవిరి టర్బైన్ మరియు VAC మధ్య ఇంటర్మీడియట్ గేర్ అవసరం. సిమెన్స్ ఎనర్జీ నుండి కొత్త ఐజిసి డిజైన్‌తో, పినియన్ షాఫ్ట్ మరియు బిగ్ గేర్ (4 గేర్లు) మధ్య ఇడ్లర్ షాఫ్ట్‌ను జోడించడం ద్వారా ఈ ఐడ్లర్ గేర్‌ను గేర్‌బాక్స్‌లో విలీనం చేయవచ్చు. ఇది మొత్తం లైన్ ఖర్చును (మెయిన్ కంప్రెసర్ ప్లస్ సహాయక పరికరాలు) 4%వరకు తగ్గించగలదు.
అదనంగా, 4-పినియన్ గేర్లు పెద్ద మెయిన్ ఎయిర్ కంప్రెసర్లలో 6-పోల్ నుండి 4-పోల్ మోటారులకు మారడానికి కాంపాక్ట్ స్క్రోల్ మోటార్లు మరింత సమర్థవంతమైన ప్రత్యామ్నాయం (వాల్యూట్ తాకిడి అవకాశం ఉంటే లేదా గరిష్ట అనుమతించదగిన పినియన్ వేగం తగ్గించబడితే). ) గత.
పారిశ్రామిక డెకార్బోనైజేషన్కు ముఖ్యమైన అనేక మార్కెట్లలో వాటి ఉపయోగం కూడా సర్వసాధారణంగా మారుతోంది, వీటిలో హీట్ పంపులు మరియు ఆవిరి కుదింపు, అలాగే కార్బన్ క్యాప్చర్, యుటైలైజేషన్ అండ్ స్టోరేజ్ (సిసియుఎస్) పరిణామాలలో CO2 కుదింపు.
సిమెన్స్ ఎనర్జీకి ఐజిసిల రూపకల్పన మరియు ఆపరేటింగ్ యొక్క సుదీర్ఘ చరిత్ర ఉంది. పై (మరియు ఇతర) పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి ప్రయత్నాల ద్వారా రుజువు చేయబడినట్లుగా, ప్రత్యేకమైన అనువర్తన అవసరాలను తీర్చడానికి మరియు తక్కువ ఖర్చులు, పెరిగిన సామర్థ్యం మరియు పెరిగిన స్థిరత్వం కోసం పెరుగుతున్న మార్కెట్ డిమాండ్లను తీర్చడానికి ఈ యంత్రాలను నిరంతరం ఆవిష్కరించడానికి మేము కట్టుబడి ఉన్నాము. Kt2