DOI: https://doi.org/10.18198/j.ind.gases.2014.0738

ОПТИМИЗАЦИЯ ЖИДКОСТНОЙ ВРУ СРЕДНЕЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ С ОДНОВРЕМЕННОЙ РАЗРАБОТКОЙ ЭФФЕКТИВНОГО ДВУХВАЛЬНОГО ДЕТАНДЕР-КОМПРЕССОРНОГО АГРЕГАТА

Г. К. Лавренченко, А. В. Плесной

Аннотация


Наблюдается рост спроса на жидкий кислород. Для снижения затрат на его производство в воздухоразделительной установке (ВРУ) средней производительности предлагается использовать двухвальный детандер-компрессорный агрегат (ДКА). Для повышения его эффективности в ДКА применяется турборедуктор, позволяющий снижать число оборотов компрессорной ступени (КС) до его оптимального значения относительно частоты вращения детандерной ступени (ДС). Приводятся результаты режимной и конструктивной оптимизации ВРУ и применяемого в ней ДКА. В результате удельный расход энергии на производство жидкого кислорода удается снизить с 1,17 до 1,06 кВтч/кг по сравнению с базовой ВРУ. Приводятся 3D-модели рабочих колес КС и ДС, входящих в состав двухвального ДКА. 


Ключевые слова


Жидкий кислород; Воздухоразделительная установка; Детандер-компрессорный агрегат; Детандерная ступень; Компрессорная ступень; Рабочее колесо; Удельные затраты энергии

Полный текст:

PDF

Литература


Lavrenchenko G.K., Plesnoy A.V. (2012). Cost reduction energy to produce liquid products in ASP medium pressure with expander-compressor units// Tekhnicheskie Gazy. [Industrial Gases]. — № 5. — P. 21-28. (Rus.).

Lavrenchenko G.K., Plesnoy A.V. (2013). Reducing specific energy consumption of medium pressure and small-tonnage air separation plants// Vostochno-yevropeyskiy Zhurnal Peredovykh Tekhnologiy. [Eastern-European Journal of Enterprise Tehnologies]. — № 5/8 (65). — P. 29-34. (Rus.).

Barzdaitis V., Maћeika P. (2010). Diagnostics practice of heavy duty high speed gear transmissions// Mechanika. — No. 1. — P. 58-61.

Lavrenchenko G.K., Plesnoy A.V. (2013). Optimization of a two-shaft detendre compressor unit with simultaneous improvement of air-separating installations of medium productivity// Tekhnicheskie Gazy. [Industrial Gases]. — № 2. — P. 15-23. (Rus.).

Lavrenchenko G.K., Plesnoy A.V. (2013). Working out the flowing part of the compressor stage for an expander-compressor unit of two-shaft design in medium pressure ASU structure// Tekhnicheskie Gazy. [Industrial Gases]. — № 3. — P. 26-32. (Rus.).

Lavrenchenko G.K., Plesnoy A.V. (2013). Increasing the efficiency of the gas-expansion machine-compressor units used in the structure of the air-separating unit of medium pressure// Tekhnicheskie Gazy. [Industrial Gases]. — № 4. P. 18-23. (Rus.).

Davyidov A. B., Kobulashvili A.Sh., Sherstyuk A.N. (1987). Calculation and design of turbine expanders. — Moskow: Mashinostroenie. — 231 p. (Rus.).

Taran V.N. (2003) Prediction of the cryogenic turbo expander characteristics// Tekhnicheskie Gazy. [Industrial Gases]. — № 4. — P. 28-38. (Rus.).

Seleznev K.P., Galerkin Y.B. (1982). Centrifugal compressors. — Leningrad.: Mashinostroenie.— 271 p. (Rus.).

Chistyakov F.M., Ignatenko V.V., Romanenko N.T., Frolov E.S. (1969). Centrifugal compressor machines. — Moskow: Mechanical Engineering. — 328 p. (Rus).

Krain H. (2002). Unsteady Diffuser Flow in a Transonic Centrifugal Compressor //Int. Journal of Rotating Machinery. — V. 8. — No. 3. — P. 223-231.

Krain H., Hoffmann B. (2008). Flow Study of a Redesigned High-Pressure-Ratio Centrifugal Compressor// Journal of Propulsion and Power. — V. 24. — No. 5. — P. 1117-1123.

Bulot N., Trebinjac I. (2008). Effect of the unsteadiness on the diffuser flow in a transonic centrifugal compressor stage// Int. Journal of Rotating Machinery. — Article ID 932593. — P. 1-11.

Fleming R., Lou F., Key N. L. (2011). The Development of a High Speed Centrifugal Compressor Research Facility //49th AIAA Aerospace Sciences Meeting. — V. 7. — P. 4-7.


Пристатейная библиография ГОСТ


1. Лавренченко Г.К., Плесной А.В. Снижение затрат энергии при производстве жидких продуктов в ВРУ среднего давления с детандер-компрессорным агрегатом// Технические газы. — 2012. — № 5. — С. 21-28.

2. Лавренченко Г.К., Плесной А.В. Снижение удельного энергопотребления воздухоразделительных установок среднего давления и малой тоннажности// Восточно-европейский журнал передовых технологий. — 2013. — № 5/8(65). — С. 29-34.

3. Barzdaitis V., Mažeika P. Diagnostics practice of heavy duty high speed gear transmissions//Mechanika. — 2010. — No. 1. — P. 58-61.

4. Лавренченко Г.К., Плесной А.В. Оптимизация двухвального детандер-компрессорного агрегата с одновременным совершенствованием ВРУ средней производительности// Технические газы. — 2013. — № 2. — С. 15-23.

5. Лавренченко Г.К., Плесной А.В. Разработка проточной части компрессорной ступени для ДКА двухвальной конструкции в составе ВРУ среднего давления// Технические газы. — 2013. — № 3. — С. 26-32.

6. Лавренченко Г.К., Плесной А.В. Повышение эффективности детандер-компрессорных агрегатов, используемых в составе воздухоразделительных установок среднего давления// Технические газы. — 2013. — № 4. — С. 18-23.

7. Давыдов А. Б., Кобулашвили А.Ш., Шерстюк А.Н. Расчёт и конструирование турбодетандеров. — М.: Машиностроение, 1987. — 231 с.

8. Таран В.Н. Прогнозирование характеристик криоген-ных турбодетандеров// Технические газы. — 2003. — № 4. — С. 28-38.

9. Селезнев К.П., Галеркин Ю.Б. Центробежные компрессоры. — Л.: Машиностроение, 1982. — 271 с.

10. Чистяков Ф.М., Игнатенко В.В., Романенко Н.Т., Фролов Е.С. Центробежные компрессорные машины. — М.: Машиностроение, 1969. — 328 с.

11. Krain H. Unsteady Deffuser Flow in a Transonic Centrifugal Compressor //International Journal of Rotating Machinery. — 2002. — V. 8. — No. 3. — P. 223-231.

12. Krain H., Hoffmann B. Flow Study of a Redesigned High-Pressure-Ratio Centrifugal Compressor //Journal of Propulsion and Power. — 2008. — V. 24. — No. 5. — P. 1117-1123.

13. Bulot N., Trebinjac I. Effect of the unsteadiness on the diffuser flow in a transonic centrifugal compressor stage// International Journal of Rotating Machinery. — 2008. — Article ID 932593. — P. 1-11.

14. Fleming R., Lou F., Key N. L. The Development of a High Speed Centrifugal Compressor Research Facility //49th AIAA Aerospace Sciences Meeting. — 2011. — V. 7. — P. 4-7.





Flag Counter