ЕФЕКТИВНІ РІДИННІ ПРУ СЕРЕДНЬОЇ ПРОДУКТИВНОСТІ НА ОСНОВІ ДЕТАНДЕР-КОМПРЕСОРНИХ АГРЕГАТІВ З ДВОСТУПЕНЕВИМ РОЗШИРЕННЯМ ПОВІТРЯ
DOI:
https://doi.org/10.18198/j.ind.gases.2014.0745Ключові слова:
Повітрярозділювальна установка, Детандер-компресорний агрегат, Детандерна ступінь, Компресорна ступінь, Турборедуктор, Адіабатний ККД, Питомі витрати енергії, Рідкий кисеньАнотація
Роботу розширення частини повітря, що переробляється в повітрярозділювальній установках (ПРУ) середньої продуктивності можна корисно перетворювати в додаткову холодопродуктивність в детандер-компресорному агрегаті (ДКА) спеціальної конструкції. Такі ДКА необхідно створювати на базі турборедукторов, за допомогою яких вдається забезпечувати найбільш прийнятні числа обертів валів компресорних ступенів (КС). Одночасно з цим для вдосконалення ПРУ в них доцільно застосовувати двоступеневе розширення повітря. Це обумовлює застосування в ПРУ трьохвальний ДКА, в якому на окремих валах розташовані детандерні ступені ДС1 і ДС2, пов'язані механічно з валом КС. Виконана режимна і конструктивна оптимізація ПРУ та входячого до її складу трьохвального ДКА. Варіюванням проміжного тиску P13 (тиску кінця процесу розширення в детандерній ступені високого тиску ДС1) встановлено, що при P13 дорiвнює 1,9 або 1,7 МПа число обертів валів ДС1 і ДС2 порівнюються nДС1=nДС2 і приймають в залежності від наявності або відсутності попереднього охолодження значення: 92580 або 86500 хвил. –1, вiдповiдно. Рівність частот обертання валів ДС1 та ДС2 дозволяє замість трьохвалього використовувати двохвальний ДКА, в якому дві детандерні ступені розміщуються на одному валу, так як їх ефективності виявляються близькими. Аналіз показує, що конструкція ДКА з трьома валами хоча і дещо складніше, але її простіше реалізувати на відміну від двохвальної конструкції зі ступенями ДС1 та ДС2 на одному загальному валу. Простішим стає і трьохвальний турборедуктор при рівності частот обертання валів ДС1 і ДС2.
Посилання
Arkharov A.M., Arkharov I.A., Belyakov V.P., Bondarenko V.L. et al. (1999). Cryogenic system. In 2 volumes. V.2. Desing Basign of Apparatus and Plants/ Ed. A.M. Arkharov and A.I. Smorodin. — M.: Mechanical Engineering. — 720 p. (Rus.).
Lavrenchenko G.K., Plesnoy A.V. (2012). Research of work expander-compressor units with two stages extensions in composition medium pressure ASU// Tekhnicheskie Gazy. [Industrial Gases]. — № 6. — P. 34-41. (Rus.).
Lavrenchenko G.K., Plesnoy A.V. (2013). The optimization of the multi-shaft expander-compressor unit of medium capacity// Tekhnicheskie Gazy. [Industrial Gases]. — № 5 — P. 15-24. (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.).
Barzdaitis V., Maћeika P. (2010). Diagnostics practice of heavy duty high speed gear transmissions// Mechanika. — No. 1. — P. 58-61.
Shalaev D.Yu. (2010). Features of «MAN Turbo» compressors for modern cryogenic air separation plants // Tekhnicheskie Gazy. [Industrial Gases]. — № 1. — P.45-49. (Rus.).
Stavitskiy V.V., Nosko P.L. (2012). The method of designing energy-efficient high-speed gears// Vesnik NTU «HPI». [Herald of the National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute»]. — № 42. — P. 132-139. (Rus.).
Lavrenchenko G.K., Plesnoy A.V. (2014). Optimization of liquid ASU medium capacity while developing an effective two-shaft expander-compressor unit// Tekhnicheskie Gazy. [Industrial Gases]. — № 4. — P. 32 -39. (Rus.).
Yagi M., Kishibe T., Shibata T., et al. (2008). Performance improvement of centrifugal compressor impellers by optimizing blade-loading distribution// ASME Turbo Expo 2008: Power for Land, Sea, and Air. — P. 1639-1648.
Tanaka M., Kobayashi H., Nishida H. (2008). Development of Wedge Type Impellers for Low Specific Speed Centrifugal Compressors// ASME 2008 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. — P. 51-60.
Boroomand M., Hosseinverdi S. (2009). Numerical investigation of turbulent flow around a stepped airfoil at high Reynolds number// ASME 2009 Fluids Engineering Division Summer Meeting. — P. 2163-2174.
Sugimura K., Kobayashi H., Nishida H. (2012). Design Optimization and Experimental Verification of Centrifugal Compressors With Curvilinear Element Blades// ASME Turbo Expo 2012: Turbine Technical Conference and Exposition. — P. 779-791.
##submission.downloads##
Номер
Розділ
Ліцензія
ЛІЦЕНЗІЙНИЙ ДОГОВІР
Після прийому статті до публікації редакція згідно з вимогами наукометричних баз кожному з авторів направляє ліцензійний договір про відступлення і передачу в управління авторських прав. Підпису автора (авторів) бажано скріпити печаткою відділу кадрів установи, в якій працює автор (автори), або печаткою факультету.
Редакція відсилає авторам одну верстку для коректури. Припустимі лише ті виправлення, які призводять верстку у відповідність з вихідним текстом статті. Внесення суттєвих змін не допускається. Верстку слід вислати до редакції протягом доби з моменту отримання.
