हाङझाउ नुझुओ टेक्नोलोजी ग्रुप कं, लिमिटेड।

एक्सपान्डरहरूले घुम्ने मेसिनहरू चलाउन दबाब घटाउने प्रयोग गर्न सक्छन्। एक्सपान्डर स्थापना गर्दा हुने सम्भावित फाइदाहरूको मूल्याङ्कन कसरी गर्ने भन्ने बारे जानकारी यहाँ पाउन सकिन्छ।
सामान्यतया रासायनिक प्रक्रिया उद्योग (CPI) मा, "उच्च चापको तरल पदार्थलाई डिप्रेसराइज गर्नुपर्ने दबाब नियन्त्रण भल्भहरूमा ठूलो मात्रामा ऊर्जा खेर जान्छ" [1]। विभिन्न प्राविधिक र आर्थिक कारकहरूमा निर्भर गर्दै, यो ऊर्जालाई घुम्ने यान्त्रिक ऊर्जामा रूपान्तरण गर्न वांछनीय हुन सक्छ, जुन जेनेरेटर वा अन्य घुम्ने मेसिनहरू चलाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ। असंकुचित तरल पदार्थ (तरल पदार्थ) को लागि, यो हाइड्रोलिक ऊर्जा रिकभरी टर्बाइन (HPRT; सन्दर्भ १ हेर्नुहोस्) प्रयोग गरेर प्राप्त गरिन्छ। संकुचित तरल पदार्थ (ग्यास) को लागि, विस्तारक उपयुक्त मेसिन हो।
एक्सपान्डरहरू एक परिपक्व प्रविधि हो जसमा धेरै सफल अनुप्रयोगहरू छन् जस्तै फ्लुइड क्याटालिटिक क्र्याकिंग (FCC), रेफ्रिजरेसन, प्राकृतिक ग्यास सिटी भल्भ, हावा विभाजन वा निकास उत्सर्जन। सिद्धान्तमा, कम चाप भएको कुनै पनि ग्यास स्ट्रिम एक्सपान्डर चलाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ, तर "ऊर्जा उत्पादन ग्यास स्ट्रिमको प्रेसर अनुपात, तापक्रम र प्रवाह दरसँग प्रत्यक्ष समानुपातिक हुन्छ" [2], साथै प्राविधिक र आर्थिक सम्भाव्यता। एक्सपान्डर कार्यान्वयन: प्रक्रिया यी र अन्य कारकहरूमा निर्भर गर्दछ, जस्तै स्थानीय ऊर्जा मूल्यहरू र निर्माताको उपयुक्त उपकरणको उपलब्धता।
यद्यपि टर्बोएक्सपेन्डर (टर्बाइन जस्तै काम गर्ने) सबैभन्दा प्रसिद्ध प्रकारको एक्सपान्डर हो (चित्र १), विभिन्न प्रक्रिया अवस्थाहरूको लागि उपयुक्त अन्य प्रकारहरू पनि छन्। यस लेखले मुख्य प्रकारका एक्सपान्डरहरू र तिनीहरूका घटकहरूको परिचय दिन्छ र विभिन्न CPI डिभिजनहरूमा सञ्चालन प्रबन्धकहरू, परामर्शदाताहरू वा ऊर्जा लेखा परीक्षकहरूले कसरी एक्सपान्डर स्थापना गर्ने सम्भावित आर्थिक र वातावरणीय फाइदाहरूको मूल्याङ्कन गर्न सक्छन् भन्ने कुराको सारांश दिन्छ।
ज्यामिति र प्रकार्यमा धेरै फरक हुने प्रतिरोध ब्यान्डहरू धेरै प्रकारका हुन्छन्। मुख्य प्रकारहरू चित्र २ मा देखाइएका छन्, र प्रत्येक प्रकारलाई तल संक्षिप्त रूपमा वर्णन गरिएको छ। थप जानकारीको लागि, साथै विशिष्ट व्यास र विशिष्ट गतिमा आधारित प्रत्येक प्रकारको सञ्चालन स्थिति तुलना गर्ने ग्राफहरूको लागि, मद्दत हेर्नुहोस्। ३।
पिस्टन टर्बोएक्सपेन्डर। पिस्टन र रोटरी पिस्टन टर्बोएक्सपेन्डरहरूले उल्टो घुम्ने आन्तरिक दहन इन्जिन जस्तै काम गर्छन्, उच्च-दबाव ग्यास अवशोषित गर्छन् र क्र्याङ्कशाफ्ट मार्फत यसको भण्डारण गरिएको ऊर्जालाई घुमाउने ऊर्जामा रूपान्तरण गर्छन्।
टर्बो एक्सपान्डरलाई तान्नुहोस्। ब्रेक टर्बाइन एक्सपान्डरमा घुम्ने तत्वको परिधिमा बकेट फिनहरू जोडिएको एक केन्द्रित प्रवाह कक्ष हुन्छ। तिनीहरू पानीका पाङ्ग्राहरू जस्तै डिजाइन गरिएका छन्, तर केन्द्रित कक्षहरूको क्रस-सेक्शन इनलेटबाट आउटलेटसम्म बढ्छ, जसले गर्दा ग्यास विस्तार हुन सक्छ।
रेडियल टर्बोएक्सपेन्डर। रेडियल फ्लो टर्बोएक्सपेन्डरहरूमा अक्षीय इनलेट र रेडियल आउटलेट हुन्छ, जसले गर्दा ग्यास टर्बाइन इम्पेलर मार्फत रेडियल रूपमा विस्तार हुन्छ। त्यस्तै गरी, अक्षीय प्रवाह टर्बाइनहरूले टर्बाइन चक्र मार्फत ग्यास विस्तार गर्छन्, तर प्रवाहको दिशा घुमाउने अक्षसँग समानान्तर रहन्छ।
यो लेख रेडियल र अक्षीय टर्बोएक्सपेन्डरहरूमा केन्द्रित छ, तिनीहरूका विभिन्न उपप्रकारहरू, घटकहरू र अर्थशास्त्रको बारेमा छलफल गर्दै।
टर्बोएक्सपेन्डरले उच्च-दबाव ग्यास स्ट्रिमबाट ऊर्जा निकाल्छ र यसलाई ड्राइभ लोडमा रूपान्तरण गर्छ। सामान्यतया लोड भनेको शाफ्टमा जडान गरिएको कम्प्रेसर वा जेनेरेटर हो। कम्प्रेसर भएको टर्बोएक्सपेन्डरले प्रक्रिया स्ट्रिमको अन्य भागहरूमा तरल पदार्थ कम्प्रेस गर्छ जसलाई कम्प्रेस गरिएको तरल पदार्थ चाहिन्छ, जसले गर्दा अन्यथा खेर जाने ऊर्जा प्रयोग गरेर प्लान्टको समग्र दक्षता बढ्छ। जेनेरेटर लोड भएको टर्बोएक्सपेन्डरले ऊर्जालाई बिजुलीमा रूपान्तरण गर्छ, जुन अन्य प्लान्ट प्रक्रियाहरूमा प्रयोग गर्न सकिन्छ वा बिक्रीको लागि स्थानीय ग्रिडमा फिर्ता गर्न सकिन्छ।
टर्बोएक्सपेन्डर जेनेरेटरहरू टर्बाइन ह्वीलबाट जेनेरेटरमा सिधा ड्राइभ शाफ्ट वा गियर अनुपात मार्फत टर्बाइन ह्वीलबाट जेनेरेटरमा इनपुट गतिलाई प्रभावकारी रूपमा कम गर्ने गियरबक्स मार्फत सुसज्जित हुन सक्छन्। डाइरेक्ट ड्राइभ टर्बोएक्सपेन्डरहरूले दक्षता, पदचिह्न र मर्मत लागतमा फाइदाहरू प्रदान गर्छन्। गियरबक्स टर्बोएक्सपेन्डरहरू भारी हुन्छन् र तिनीहरूलाई ठूलो पदचिह्न, स्नेहन सहायक उपकरण, र नियमित मर्मत आवश्यक पर्दछ।
फ्लो-थ्रु टर्बोएक्सपेन्डरहरू रेडियल वा अक्षीय टर्बाइनको रूपमा बनाउन सकिन्छ। रेडियल फ्लो एक्सपेन्डरहरूमा अक्षीय इनलेट र रेडियल आउटलेट हुन्छ जसले गर्दा ग्यास प्रवाह टर्बाइनलाई घुमाउने अक्षबाट रेडियल रूपमा बाहिर निस्कन्छ। अक्षीय टर्बाइनहरूले ग्यासलाई घुमाउने अक्षसँगै अक्षीय रूपमा प्रवाह गर्न अनुमति दिन्छ। अक्षीय प्रवाह टर्बाइनहरूले इनलेट गाइड भ्यानहरू मार्फत ग्यास प्रवाहबाट एक्सपेन्डर ह्वीलमा ऊर्जा निकाल्छन्, विस्तार कक्षको क्रस-सेक्शनल क्षेत्र बिस्तारै स्थिर गति कायम राख्न बढ्दै जान्छ।
टर्बोएक्सपेन्डर जेनेरेटरमा तीन मुख्य घटकहरू हुन्छन्: टर्बाइन ह्वील, विशेष बेयरिङहरू र जेनेरेटर।
टर्बाइन पाङ्ग्रा। टर्बाइन पाङ्ग्राहरू प्रायः वायुगतिकीय दक्षतालाई अनुकूलन गर्न विशेष रूपमा डिजाइन गरिएका हुन्छन्। टर्बाइन पाङ्ग्रा डिजाइनलाई असर गर्ने अनुप्रयोग चरहरूमा इनलेट/आउटलेट चाप, इनलेट/आउटलेट तापक्रम, भोल्युम प्रवाह, र तरल पदार्थ गुणहरू समावेश छन्। जब कम्प्रेसन अनुपात एक चरणमा कम गर्न धेरै उच्च हुन्छ, धेरै टर्बाइन पाङ्ग्राहरू भएको टर्बोएक्सपेन्डर आवश्यक पर्दछ। रेडियल र अक्षीय टर्बाइन पाङ्ग्राहरू दुवैलाई बहु-चरणको रूपमा डिजाइन गर्न सकिन्छ, तर अक्षीय टर्बाइन पाङ्ग्राहरूको अक्षीय लम्बाइ धेरै छोटो हुन्छ र त्यसैले तिनीहरू बढी कम्प्याक्ट हुन्छन्। बहु-चरणीय रेडियल प्रवाह टर्बाइनहरूलाई अक्षीयबाट रेडियलमा र अक्षीयमा फिर्ता प्रवाह गर्न ग्यास आवश्यक पर्दछ, जसले अक्षीय प्रवाह टर्बाइनहरू भन्दा उच्च घर्षण हानि सिर्जना गर्दछ।
बेयरिङहरू। टर्बोएक्सपेन्डरको कुशल सञ्चालनको लागि बेयरिङ डिजाइन महत्त्वपूर्ण हुन्छ। टर्बोएक्सपेन्डर डिजाइनसँग सम्बन्धित बेयरिङका प्रकारहरू व्यापक रूपमा भिन्न हुन्छन् र यसमा तेल बेयरिङहरू, तरल फिल्म बेयरिङहरू, परम्परागत बल बेयरिङहरू, र चुम्बकीय बेयरिङहरू समावेश हुन सक्छन्। तालिका १ मा देखाइए अनुसार प्रत्येक विधिको आफ्नै फाइदा र बेफाइदाहरू छन्।
धेरै टर्बोएक्सपेन्डर निर्माताहरूले चुम्बकीय बेयरिङहरूलाई तिनीहरूको अद्वितीय फाइदाहरूको कारणले "रोजाइको बेयरिङ" को रूपमा चयन गर्छन्। चुम्बकीय बेयरिङहरूले टर्बोएक्सपेन्डरको गतिशील कम्पोनेन्टहरूको घर्षण-मुक्त सञ्चालन सुनिश्चित गर्दछ, जसले मेसिनको जीवनकालमा सञ्चालन र मर्मत लागतलाई उल्लेखनीय रूपमा घटाउँछ। तिनीहरू अक्षीय र रेडियल भार र अत्यधिक तनाव अवस्थाहरूको विस्तृत दायरा सामना गर्न पनि डिजाइन गरिएका छन्। तिनीहरूको उच्च प्रारम्भिक लागतहरू धेरै कम जीवन चक्र लागतहरू द्वारा अफसेट गरिन्छ।
डायनामो। जेनेरेटरले टर्बाइनको घूर्णन ऊर्जा लिन्छ र इलेक्ट्रोम्याग्नेटिक जेनेरेटर (जुन इन्डक्सन जेनेरेटर वा स्थायी चुम्बक जेनेरेटर हुन सक्छ) प्रयोग गरेर उपयोगी विद्युतीय ऊर्जामा रूपान्तरण गर्दछ। इन्डक्सन जेनेरेटरहरूको गति कम हुन्छ, त्यसैले उच्च गतिको टर्बाइन अनुप्रयोगहरूलाई गियरबक्स चाहिन्छ, तर ग्रिड फ्रिक्वेन्सीसँग मिल्ने गरी डिजाइन गर्न सकिन्छ, जसले गर्दा उत्पन्न हुने बिजुली आपूर्ति गर्न भेरिएबल फ्रिक्वेन्सी ड्राइभ (VFD) को आवश्यकता हट्छ। अर्कोतर्फ, स्थायी चुम्बक जेनेरेटरहरूलाई सिधै टर्बाइनमा शाफ्ट जोड्न सकिन्छ र भेरिएबल फ्रिक्वेन्सी ड्राइभ मार्फत ग्रिडमा पावर प्रसारण गर्न सकिन्छ। जेनेरेटर प्रणालीमा उपलब्ध शाफ्ट पावरको आधारमा अधिकतम पावर प्रदान गर्न डिजाइन गरिएको हो।
सिलहरू। टर्बोएक्सपेन्डर प्रणाली डिजाइन गर्दा सिल पनि एक महत्वपूर्ण घटक हो। उच्च दक्षता कायम राख्न र वातावरणीय मापदण्डहरू पूरा गर्न, सम्भावित प्रक्रिया ग्यास चुहावट रोक्न प्रणालीहरू सिल गर्नुपर्छ। टर्बोएक्सपेन्डरहरू गतिशील वा स्थिर सिलहरूले सुसज्जित गर्न सकिन्छ। लेबिरिंथ सिलहरू र सुख्खा ग्यास सिलहरू जस्ता गतिशील सिलहरूले घुम्ने शाफ्टको वरिपरि सिल प्रदान गर्दछ, सामान्यतया टर्बाइन पाङ्ग्रा, बियरिङहरू र जेनेरेटर अवस्थित मेसिनको बाँकी भागको बीचमा। गतिशील सिलहरू समयसँगै बिग्रन्छन् र तिनीहरू ठीकसँग काम गरिरहेका छन् भनी सुनिश्चित गर्न नियमित मर्मत र निरीक्षण आवश्यक पर्दछ। जब सबै टर्बोएक्सपेन्डर कम्पोनेन्टहरू एकल आवासमा समावेश हुन्छन्, जेनेरेटर, चुम्बकीय बियरिङ ड्राइभहरू, वा सेन्सरहरू सहित आवासबाट बाहिर निस्कने कुनै पनि लिडहरू सुरक्षित गर्न स्थिर सिलहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ। यी वायुरोधी सिलहरूले ग्यास चुहावट विरुद्ध स्थायी सुरक्षा प्रदान गर्दछन् र कुनै मर्मत वा मर्मत आवश्यक पर्दैन।
प्रक्रियाको दृष्टिकोणबाट, एक्सपान्डर स्थापना गर्नको लागि प्राथमिक आवश्यकता भनेको उपकरणको सामान्य सञ्चालन कायम राख्न पर्याप्त प्रवाह, दबाब घट्ने र उपयोगिता भएको कम-दबाव प्रणालीमा उच्च-दबाव कम्प्रेसिबल (गैर-कन्डेन्सेबल) ग्यास आपूर्ति गर्नु हो। सञ्चालन प्यारामिटरहरू सुरक्षित र कुशल स्तरमा राखिन्छन्।
दबाब घटाउने कार्यको सन्दर्भमा, एक्सपान्डरलाई जुल-थमसन (JT) भल्भलाई प्रतिस्थापन गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ, जसलाई थ्रोटल भल्भ पनि भनिन्छ। JT भल्भ आइसेन्ट्रोपिक मार्गमा सर्ने भएकोले र एक्सपान्डर लगभग आइसेन्ट्रोपिक मार्गमा सर्ने भएकोले, पछिल्लोले ग्यासको एन्थाल्पी घटाउँछ र एन्थाल्पी भिन्नतालाई शाफ्ट पावरमा रूपान्तरण गर्छ, जसले गर्दा JT भल्भ भन्दा कम आउटलेट तापक्रम उत्पादन हुन्छ। यो क्रायोजेनिक प्रक्रियाहरूमा उपयोगी छ जहाँ लक्ष्य ग्यासको तापक्रम घटाउनु हो।
यदि आउटलेट ग्यासको तापक्रममा कम सीमा छ भने (उदाहरणका लागि, डिकम्प्रेसन स्टेशनमा जहाँ ग्यासको तापक्रम फ्रिजिङ, हाइड्रेशन, वा न्यूनतम सामग्री डिजाइन तापक्रमभन्दा माथि राख्नुपर्छ), कम्तिमा एउटा हीटर थप्नुपर्छ। ग्यासको तापक्रम नियन्त्रण गर्नुहोस्। जब प्रिहिटर एक्सपेन्डरको माथिल्लो भागमा अवस्थित हुन्छ, फिड ग्यासबाट केही ऊर्जा एक्सपेन्डरमा पनि पुन: प्राप्त हुन्छ, जसले गर्दा यसको पावर आउटपुट बढ्छ। केही कन्फिगरेसनहरूमा जहाँ आउटलेट तापक्रम नियन्त्रण आवश्यक हुन्छ, छिटो नियन्त्रण प्रदान गर्न एक्सपेन्डर पछि दोस्रो रिहिटर स्थापना गर्न सकिन्छ।
चित्र ३ मा JT भल्भ प्रतिस्थापन गर्न प्रयोग गरिने प्रिहिटर भएको एक्सपान्डर जेनेरेटरको सामान्य प्रवाह रेखाचित्रको सरलीकृत रेखाचित्र देखाइएको छ।
अन्य प्रक्रिया कन्फिगरेसनहरूमा, एक्सपान्डरमा पुन: प्राप्त ऊर्जा सिधै कम्प्रेसरमा स्थानान्तरण गर्न सकिन्छ। यी मेसिनहरू, कहिलेकाहीं "कमाण्डर" भनिन्छ, सामान्यतया एक वा बढी शाफ्टहरूद्वारा जोडिएका विस्तार र कम्प्रेसन चरणहरू हुन्छन्, जसमा दुई चरणहरू बीचको गति भिन्नतालाई नियमन गर्न गियरबक्स पनि समावेश हुन सक्छ। यसले कम्प्रेसन चरणलाई थप शक्ति प्रदान गर्न अतिरिक्त मोटर पनि समावेश गर्न सक्छ।
प्रणालीको उचित सञ्चालन र स्थिरता सुनिश्चित गर्ने केही महत्त्वपूर्ण घटकहरू तल दिइएका छन्।
बाइपास भल्भ वा दबाब घटाउने भल्भ। टर्बोएक्सपेन्डर सञ्चालनमा नभएको बेला (उदाहरणका लागि, मर्मतसम्भार वा आपतकालीन अवस्थामा) बाइपास भल्भले सञ्चालन जारी राख्न अनुमति दिन्छ, जबकि कुल प्रवाह विस्तारकको डिजाइन क्षमताभन्दा बढी हुँदा अतिरिक्त ग्यास आपूर्ति गर्न दबाब घटाउने भल्भ निरन्तर सञ्चालनको लागि प्रयोग गरिन्छ।
आपतकालीन बन्द भल्भ (ESD)। यान्त्रिक क्षतिबाट बच्न आपतकालीन अवस्थामा एक्सपान्डरमा ग्यासको प्रवाह रोक्न ESD भल्भहरू प्रयोग गरिन्छ।
उपकरणहरू र नियन्त्रणहरू। निगरानी गर्नुपर्ने महत्त्वपूर्ण चरहरूमा इनलेट र आउटलेट प्रेसर, प्रवाह दर, रोटेशन गति, र पावर आउटपुट समावेश छन्।
अत्यधिक गतिमा गाडी चलाउनु। उपकरणले टर्बाइनमा प्रवाह बन्द गर्छ, जसले गर्दा टर्बाइन रोटर ढिलो हुन्छ, जसले गर्दा उपकरणलाई क्षति पुर्‍याउन सक्ने अप्रत्याशित प्रक्रिया अवस्थाहरूको कारणले अत्यधिक गतिबाट बचाउँछ।
प्रेसर सेफ्टी भल्भ (PSV)। पाइपलाइन र कम चाप भएका उपकरणहरूलाई सुरक्षित राख्न टर्बोएक्सपेन्डर पछि PSV हरू प्रायः स्थापना गरिन्छन्। PSV सबैभन्दा गम्भीर आकस्मिकताहरू सामना गर्न डिजाइन गरिएको हुनुपर्छ, जसमा सामान्यतया बाइपास भल्भ खोल्न असफल हुनु समावेश छ। यदि अवस्थित प्रेसर रिडक्सन स्टेशनमा एक्सपेन्डर थपिएको छ भने, प्रक्रिया डिजाइन टोलीले अवस्थित PSV ले पर्याप्त सुरक्षा प्रदान गर्दछ कि गर्दैन भनेर निर्धारण गर्नुपर्छ।
हीटर। हीटरहरूले टर्बाइनबाट गुज्रने ग्यासको कारणले हुने तापक्रममा गिरावटको क्षतिपूर्ति दिन्छन्, त्यसैले ग्यासलाई पहिले नै तताउनु पर्छ। यसको मुख्य कार्य भनेको बढ्दो ग्यास प्रवाहको तापक्रम बढाउनु हो जसले गर्दा ग्यासको तापक्रम न्यूनतम मानभन्दा माथि रहन्छ। तापक्रम बढाउनुको अर्को फाइदा भनेको पावर आउटपुट बढाउनुका साथै उपकरणको नोजललाई प्रतिकूल असर पार्न सक्ने क्षरण, संघनन वा हाइड्रेटलाई रोक्नु हो। ताप एक्सचेन्जरहरू भएका प्रणालीहरूमा (चित्र ३ मा देखाइए अनुसार), ग्यासको तापक्रम सामान्यतया प्रिहिटरमा तातो तरल पदार्थको प्रवाहलाई नियमन गरेर नियन्त्रण गरिन्छ। केही डिजाइनहरूमा, ताप एक्सचेन्जरको सट्टा ज्वाला हीटर वा इलेक्ट्रिक हीटर प्रयोग गर्न सकिन्छ। हीटरहरू पहिले नै अवस्थित JT भल्भ स्टेशनमा अवस्थित हुन सक्छन्, र विस्तारक थप्दा थप हीटरहरू स्थापना गर्न आवश्यक नहुन सक्छ, बरु तातो तरल पदार्थको प्रवाह बढाउनु पर्छ।
लुब्रिकेटिङ तेल र सिल ग्यास प्रणालीहरू। माथि उल्लेख गरिएझैं, विस्तारकहरूले विभिन्न सिल डिजाइनहरू प्रयोग गर्न सक्छन्, जसलाई लुब्रिकेन्ट र सिल ग्यासहरू आवश्यक पर्न सक्छ। लागू हुने ठाउँमा, प्रक्रिया ग्यासहरूसँग सम्पर्कमा हुँदा लुब्रिकेटिङ तेलले उच्च गुणस्तर र शुद्धता कायम राख्नुपर्छ, र तेल चिपचिपापन स्तर लुब्रिकेटेड बेयरिङहरूको आवश्यक सञ्चालन दायरा भित्र रहनुपर्छ। सिल गरिएको ग्यास प्रणालीहरू सामान्यतया तेल स्नेहन उपकरणले सुसज्जित हुन्छन् जसले गर्दा बेयरिङ बक्सबाट तेल विस्तार बक्समा प्रवेश गर्नबाट रोकिन्छ। हाइड्रोकार्बन उद्योगमा प्रयोग हुने कम्प्यान्डरहरूको विशेष अनुप्रयोगहरूको लागि, ल्युब तेल र सिल ग्यास प्रणालीहरू सामान्यतया API 617 [5] भाग 4 विशिष्टताहरूमा डिजाइन गरिन्छ।
परिवर्तनशील फ्रिक्वेन्सी ड्राइभ (VFD)। जेनेरेटर इन्डक्सन हुँदा, उपयोगिता फ्रिक्वेन्सीसँग मेल खाने वैकल्पिक प्रवाह (AC) सिग्नल समायोजन गर्न VFD सामान्यतया खोलिन्छ। सामान्यतया, परिवर्तनशील फ्रिक्वेन्सी ड्राइभमा आधारित डिजाइनहरूमा गियरबक्स वा अन्य मेकानिकल कम्पोनेन्टहरू प्रयोग गर्ने डिजाइनहरू भन्दा उच्च समग्र दक्षता हुन्छ। VFD-आधारित प्रणालीहरूले प्रक्रिया परिवर्तनहरूको फराकिलो दायरालाई पनि समायोजन गर्न सक्छन् जसले विस्तारक शाफ्ट गतिमा परिवर्तन ल्याउन सक्छ।
प्रसारण। केही एक्सपान्डर डिजाइनहरूले एक्सपान्डरको गतिलाई जेनेरेटरको मूल्याङ्कन गरिएको गतिमा घटाउन गियरबक्स प्रयोग गर्छन्। गियरबक्स प्रयोग गर्ने लागतले समग्र दक्षता कम गर्छ र त्यसैले पावर आउटपुट कम हुन्छ।
एक्सपान्डरको लागि उद्धरण अनुरोध (RFQ) तयार गर्दा, प्रक्रिया इन्जिनियरले पहिले निम्न जानकारी सहित सञ्चालन अवस्थाहरू निर्धारण गर्नुपर्छ:
मेकानिकल इन्जिनियरहरूले प्रायः अन्य इन्जिनियरिङ विषयहरूबाट डेटा प्रयोग गरेर एक्सपान्डर जेनेरेटर स्पेसिफिकेशनहरू र स्पेसिफिकेशनहरू पूरा गर्छन्। यी इनपुटहरूमा निम्न समावेश हुन सक्छन्:
स्पेसिफिकेशनहरूमा टेन्डर प्रक्रियाको भागको रूपमा निर्माताद्वारा प्रदान गरिएका कागजातहरू र रेखाचित्रहरूको सूची र आपूर्तिको दायरा, साथै परियोजनाद्वारा आवश्यक पर्ने लागू हुने परीक्षण प्रक्रियाहरू पनि समावेश हुनुपर्छ।
टेन्डर प्रक्रियाको भागको रूपमा निर्माताले प्रदान गर्ने प्राविधिक जानकारीमा सामान्यतया निम्न तत्वहरू समावेश हुनुपर्छ:
यदि प्रस्तावको कुनै पनि पक्ष मूल विशिष्टताहरू भन्दा फरक छ भने, निर्माताले विचलनहरूको सूची र विचलनको कारणहरू पनि प्रदान गर्नुपर्छ।
प्रस्ताव प्राप्त भएपछि, परियोजना विकास टोलीले अनुपालनको लागि अनुरोधको समीक्षा गर्नुपर्छ र भिन्नताहरू प्राविधिक रूपमा जायज छन् कि छैनन् भनेर निर्धारण गर्नुपर्छ।
प्रस्तावहरूको मूल्याङ्कन गर्दा विचार गर्नुपर्ने अन्य प्राविधिक विचारहरू समावेश छन्:
अन्तमा, आर्थिक विश्लेषण गर्नु आवश्यक छ। विभिन्न विकल्पहरूले फरक-फरक प्रारम्भिक लागत निम्त्याउन सक्ने हुनाले, परियोजनाको दीर्घकालीन अर्थशास्त्र र लगानीमा प्रतिफलको तुलना गर्न नगद प्रवाह वा जीवन चक्र लागत विश्लेषण गर्न सिफारिस गरिन्छ। उदाहरणका लागि, उच्च प्रारम्भिक लगानी लामो अवधिमा बढेको उत्पादकता वा कम मर्मत आवश्यकताहरूद्वारा अफसेट हुन सक्छ। यस प्रकारको विश्लेषणमा निर्देशनहरूको लागि "सन्दर्भहरू" हेर्नुहोस्। ४.
सबै टर्बोएक्सपेन्डर-जेनेरेटर अनुप्रयोगहरूलाई कुनै विशेष अनुप्रयोगमा पुन: प्राप्त गर्न सकिने उपलब्ध ऊर्जाको कुल मात्रा निर्धारण गर्न प्रारम्भिक कुल सम्भाव्य पावर गणना आवश्यक पर्दछ। टर्बोएक्सपेन्डर जेनेरेटरको लागि, पावर सम्भाव्यतालाई आइसेन्ट्रोपिक (स्थिर एन्ट्रोपी) प्रक्रियाको रूपमा गणना गरिन्छ। घर्षण बिना उल्ट्याउन मिल्ने एडियाबेटिक प्रक्रियालाई विचार गर्नको लागि यो आदर्श थर्मोडायनामिक अवस्था हो, तर यो वास्तविक ऊर्जा सम्भाव्यता अनुमान गर्नको लागि सही प्रक्रिया हो।
टर्बोएक्सपेन्डरको इनलेट र आउटलेटमा विशिष्ट एन्थाल्पी भिन्नतालाई गुणन गरेर र परिणामलाई द्रव्यमान प्रवाह दरले गुणन गरेर आइसेन्ट्रोपिक सम्भाव्य ऊर्जा (IPP) गणना गरिन्छ। यो सम्भाव्य ऊर्जालाई आइसेन्ट्रोपिक मात्राको रूपमा व्यक्त गरिनेछ (समीकरण (1)):
IPP = ( hinlet – h(i,e)) × ṁ x ŋ (1)
जहाँ h(i,e) आइसेन्ट्रोपिक आउटलेट तापक्रमलाई ध्यानमा राख्दै विशिष्ट एन्थाल्पी हो र ṁ द्रव्यमान प्रवाह दर हो।
यद्यपि आइसेन्ट्रोपिक सम्भाव्य ऊर्जा सम्भाव्य ऊर्जा अनुमान गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ, सबै वास्तविक प्रणालीहरूमा घर्षण, ताप, र अन्य सहायक ऊर्जा हानिहरू समावेश हुन्छन्। तसर्थ, वास्तविक पावर सम्भाव्यता गणना गर्दा, निम्न अतिरिक्त इनपुट डेटालाई ध्यानमा राख्नुपर्छ:
धेरैजसो टर्बोएक्सपेन्डर अनुप्रयोगहरूमा, पहिले उल्लेख गरिएको पाइप फ्रिजिङ जस्ता अनावश्यक समस्याहरू रोक्नको लागि तापक्रम न्यूनतममा सीमित गरिन्छ। जहाँ प्राकृतिक ग्यास बग्छ, हाइड्रेटहरू लगभग सधैं उपस्थित हुन्छन्, जसको अर्थ टर्बोएक्सपेन्डर वा थ्रोटल भल्भको डाउनस्ट्रीम पाइपलाइन आन्तरिक र बाह्य रूपमा जम्नेछ यदि आउटलेट तापक्रम ०°C भन्दा कम भयो भने। बरफ गठनले प्रवाह प्रतिबन्धको परिणाम दिन सक्छ र अन्ततः प्रणालीलाई डिफ्रोस्ट गर्न बन्द गर्न सक्छ। यसरी, "इच्छित" आउटलेट तापक्रमलाई थप यथार्थपरक सम्भावित पावर परिदृश्य गणना गर्न प्रयोग गरिन्छ। यद्यपि, हाइड्रोजन जस्ता ग्यासहरूको लागि, तापक्रम सीमा धेरै कम हुन्छ किनभने हाइड्रोजन क्रायोजेनिक तापक्रम (-२५३°C) नपुगेसम्म ग्यासबाट तरलमा परिवर्तन हुँदैन। विशिष्ट एन्थाल्पी गणना गर्न यो इच्छित आउटलेट तापक्रम प्रयोग गर्नुहोस्।
टर्बोएक्सपेन्डर प्रणालीको दक्षतालाई पनि विचार गर्नुपर्छ। प्रयोग गरिएको प्रविधिमा निर्भर गर्दै, प्रणालीको दक्षता उल्लेखनीय रूपमा फरक हुन सक्छ। उदाहरणका लागि, टर्बाइनबाट जेनेरेटरमा घुमाउने ऊर्जा स्थानान्तरण गर्न रिडक्सन गियर प्रयोग गर्ने टर्बोएक्सपेन्डरले टर्बाइनबाट जेनेरेटरमा प्रत्यक्ष ड्राइभ प्रयोग गर्ने प्रणाली भन्दा बढी घर्षण हानि अनुभव गर्नेछ। टर्बोएक्सपेन्डर प्रणालीको समग्र दक्षता प्रतिशतको रूपमा व्यक्त गरिन्छ र टर्बोएक्सपेन्डरको वास्तविक पावर क्षमताको मूल्याङ्कन गर्दा यसलाई ध्यानमा राखिन्छ। वास्तविक पावर क्षमता (PP) निम्नानुसार गणना गरिन्छ:
PP = (हिनलेट - हेक्सिट) × ṁ x ṅ (2)
प्राकृतिक ग्यासको चाप राहतको प्रयोगलाई हेरौं। ABC ले मुख्य पाइपलाइनबाट प्राकृतिक ग्यास ढुवानी गर्ने र स्थानीय नगरपालिकाहरूमा वितरण गर्ने चाप घटाउने स्टेशन सञ्चालन र मर्मत गर्दछ। यस स्टेशनमा, ग्यास इनलेट प्रेसर ४० बार र आउटलेट प्रेसर ८ बार छ। पहिले तताइएको इनलेट ग्यासको तापक्रम ३५ डिग्री सेल्सियस छ, जसले पाइपलाइन जम्नबाट रोक्न ग्यासलाई पहिले तताउँछ। त्यसकारण, आउटलेट ग्यासको तापक्रम ० डिग्री सेल्सियसभन्दा कम नहोस् भनेर नियन्त्रण गर्नुपर्छ। यस उदाहरणमा हामी सुरक्षा कारक बढाउन न्यूनतम आउटलेट तापक्रमको रूपमा ५ डिग्री सेल्सियस प्रयोग गर्नेछौं। सामान्यीकृत भोल्युमेट्रिक ग्यास प्रवाह दर ५०,००० Nm३/घण्टा छ। पावर क्षमता गणना गर्न, हामी मान्नेछौं कि सबै ग्यास टर्बो एक्सपेन्डरबाट बग्छ र अधिकतम पावर आउटपुट गणना गर्नेछौं। निम्न गणना प्रयोग गरेर कुल पावर आउटपुट क्षमता अनुमान गर्नुहोस्: