Поршневые детандеры и турбодетандеры

Выше подробно рассмотрен технологический процесс получения газообразного кислорода на примере наиболее простой установки, работающей по циклу высокого давления. В установках с более сложной технологической схемой используются холодильные циклы низкого и высокого давлений, применяются поршневые детандеры, турбодетандеры, регенераторы, кислородные насосы и другое дополнительное оборудование, что вносит ряд особенностей в процессы пуска и обслуживания таких установок. Эти особенности рассматриваются более кратко, так как основные принципы регулирования процесса в воздухоразделительном аппарате остаются такими же, как для установок высокого давления. [c.601]

Воздухоразделительные установки высокого давления с детандером предназначены для получения жидкого кислорода и азота. В схемах современны.х установок этого типа предусмотрено получение сырого аргона, а в некоторы.ч случаях и неоно-гелиевой смеси. Установки высокого давления с детандеро.м более экономичны по сравнению с установками для получения жидкого кислорода, работающими по циклу низкого давления, т. е. удельный расход энергии на получение 1 кг жидкого кислорода значительно ниже. Применение поршневых детандеров н компрессоров в установках высокого давления может привести к попаданию масла, применяющегося для смазывания цилиндров этих машин, в воздухоразделительный аппарат. Этот недостаток можно устранить заменой поршневого детандера турбодетандером и включением в схему установки блоков адсорбционной осушки или комплексной очистки воздуха. Наличие в этих установках машин, аппаратов и трубопроводов высокого давления усложняет обслуживание и ре.монт оборудования. Принципиальная технологическая схема установки высокого давления с детаиде-ро.м приведена на рис. 36. [c.112]

По принципу действия детандеры делятся на поршневые и турбодетандеры известны также шестерен- [c.262]

Турбо детандеры, так же как и поршневые детандеры, служат для расширения воздуха с целью его охлаждения и получения холода, необходимого для пуска и работы кислородной установки. В отличие от поршневых детандеров турбодетандеры могут быть применимы только в достаточно крупных установках, где при- [c.171]

Значительно более эффективным является расширение предварительно сжатого в изотермических условиях воздуха с совершением внешней работы. В этом случае расширение протекает в адиабатических условиях, без теплообмена с окружающей средой в поршневой или турбинной машине (поршневом или турбодетандере). При таком процессе разность ДТ и холодильный эффект, создаваемый детандером, в несколько раз выше, чем при дросселировании. Применение детандера не исключает того, что часть сжатого воздуха дросселируется. Тогда суммарное понижение температуры определяется как [c.231]

Рассматриваются основные типы конструкций поршневых и центробежных воздушных и кислородных компрессоров, применяемых в кислородной промышленности методы расчетов и конструкции поршневых детандеров, турбодетандеров и плунжерных насосов для сжиженных газов вопросы контроля работы и автоматизации воздухоразделительных установок и оборудования. [c.4]

По назначению поршневые детандеры аналогично турбодетандерам применяются в холодильных и криогенных установках для предварительного и окончательного охлаждения рабочего тела. [c.89]

НИЯ водорода производительностью 3200 л/ч построены с поршневым детандером, а более крупные производительностью 16 000 л/ч жидкого водорода — с турбодетандером [27, 81]. [c.51]

Поршневые детандеры работают при давлении сжатия = = 20 МПа и применяются в установках относительно небольшой мощности, так как требуют большого расхода энергии. По сравнению с поршневыми турбодетандеры (предложены в 1938 году П.Л.Капицей) гораздо более экономичны, так как работают в интервале низких давлений (Рн = 1,3-10 Па, Рк = 6-10 Па) и имеют высокий коэффициент полезного действия, достигающий 85%. Турбодетандеры применяются в установках большой мощности. [c.233]

Расширение газов осуш,ествляется в расширительной машине (детандере)—двигателе, работающем на сжатом газе. Расширительные машины выполняют как в виде поршневых детандеров, так и в виде турбодетандеров. [c.419]

Агрегаты разделения коксового газа номинальной производительностью 32 ООО м ч. Предназначены дпя получения азото-водородной смеси для синтеза аммиака, концентрированной этиленовой фракции, метановой фракции, фракции окиси углерода (для агрегатов I и П производительностью 31 ООО и 31 600 м ч) и богатого газа (смеси фракций метана и окиси углерода — для агрегата III производительностью 30 800 лг /ч). Работают по схеме с предварительным аммиачным охлаждением до минус 40 — минус 45 °С, с холодильным циклом дросселирования азота высокого давления,, с расширением азота высокого давления в поршневом детандере (для агрегата 111) и с расширением фракции СО в турбодетандере (для агрегата II). [c.200]

Преимущества поршневых детандеров проявляются в широком диапазоне начальных температур при малых объемных расходах рабочего тела и относительно высоких. начальных давлениях. Поршневой Д( -тандер прост в эксплуатации, хорошо регулируется как правило, в области малых расходов рабочего тела при прочих равных условиях он имеет КПД более высокий, чем турбодетандер. [c.90]

Несмотря на связанную с этим тенденцию перехода во всех возможных случаях от поршневых детандеров к турбодетандерам, даже в установках с высокими н средними давлениями рабочего тела имеется много случаев, когда поршневые машины останутся вне конкуренции из-за более высоких КПД. [c.90]

КПД поршневых детандеров мало-зависит от их размера, в то время как КПД турбодетандеров существенно падает при уменьшении размеров проточной части [19]. [c.90]

Цикл низкого давления. Термодинамическое преимущество охлаждения газов путем их расширения с отдачей внешней работы долгое время нельзя было реализовать из-за низкого коэффициента полезного действия применявшихся поршневых детандеров 0,6). Созданная П. Л. Капицей оригинальная конструкция турбодетандера, отличающегося высоким [c.751]

Условия разделения могут быть улучшены путем снижения давления головной фракции до низкого, либо с помощью простого дроссельного вентиля, либо с помощью турбинного или поршневого детандеров и использования вызванного этим охлаждения для понижения температуры верха колонны. Колонна в этом случае снабжается дополнительным дефлегматором, в котором конденсируется остаточный этилен. К сожалению, присутствие водорода в головной фракции уменьшает снижение температуры дроссельным вентилем, так как при этих температурах дроссельный эффект водорода практически равен нулю. Кроме того, производительность поршневых детандеров обычно выше производительности, которую можно достичь с помощью дроссельного вентиля, а обыкновенные турбодетандеры обеспечивают более высокий перепад давления. Тем не менее этот метод находит успешное применение и построены установки, на которых вся флегма в деметанизаторе получается в результате использования расширения жидкого метана, сконденсированного в верху колонны. [c.31]

Падение температуры, вызываемое расширением воздуха в дроссельном вентиле, меньше падения температуры в результате адиабатического расширения воздуха в детандере при одинаковом в обоих случаях перепаде давлений. Однако из-за возможности возникновения гидравлических ударов в цилиндре поршневого детандера и опасности эрозии лопаток турбодетандера ПОД действием капель сжиженного газа стремятся не охлаждать зоз дух в этих .машинах до точки р Осы. По этой причине снижение температуры в результате адиабатического расширения воздуха необходимо использовать для охлаждения и сжижения другого газового потока, находящегося под давлением. [c.395]

Холодильные циклы с детандерами можно разделить на циклы высокого и среднего давления (150—30 от) и циклы низкого давления (2—8 ат). В первых применяются поршневые детандеры, во вторых — турбодетандеры. [c.84]

Цикл Капицы отличается от цикла Клода. с однократным расширением тем, что воздух сжимается только до 5,5 ата и вместо поршневого детандера применен турбодетандер. [c.663]

Расширительные машины выполняются как поршневого типа — поршневые детандеры, так и центробежные — турбодетандеры. [c.364]

Холодильные циклы качественно отличаются друг от друга способом расширения рабочего тела (газа) и устройствами для осуществления этих процессов (дроссельный вентиль, расширительные машины - поршневой детандер или турбодетандер). [c.52]

Выбор типа водородного детандера является весьма ответственным. В турбодетандере обычно для срабатывания больших перепадов давления используется несколько ступеней расширения газа. Даже в этом случае общее количество полученного холода во всех ступенях относительно мало. В поршневом детандере допускаются значительно большие перепады [c.65]

Расширение газов с совершением внешней работы осуществляется в детандерах. Температура газа при этом понижается значительно больше, чем при дросселировании (исключая области, близкие к критической точке). В зависимости от количества и степени расширения газа применяют поршневые детандеры или турбодетандеры. Процесс расширения в детандере — политропический, близкий к изоэнтро-пическому (адиабатическому). Поэтому предельное понижение температуры газа можно вычислить из соотношения [c.104]

Турбодетандеры, применяемые в криогенных установках, имеют следующие основные преимущества перед поршневыми детандерами отсутствие трущихся элементов и необходимости смазывания в проточной части машины, вследствие чего расширенный газ не загрязняется большая надежность в работе, простота обслуживания и малые эксплуатационные расходы отсутствие клапанов и механизма их привода отсутствие пульсации потока, высокая скорость прохождения газа и компактность агрегата малые удельные холодопотери в окружающую среду. [c.159]

Сжатый газ, совершая работу в поршневом детандере или турбодетандере, охлаждается и после детандера может быть использован как холодильный агент. Теоретическая работа, совершаемая газом в детандере, равна уменьшению его энтальпии АН. Этот эффект может быть использован для охлаждения как идеального, так и реальных газов, причем для последних его величина несколько больше, чем для идеального газа. [c.61]

СМ И минимальной производительности 4500 л час. Ввиду того что эта величина была получена при предельных значениях целого ряда параметров, для ожижителей меньшей производительности, по-видимому, более целесообразно использовать многоступенчатые турбодетандеры или же поршневые детандеры. [c.92]

Установка КАр-3,6 может работать также в кислородном режиме, когда аргонный и криптоновый узлы отключены. В это м случае поршневой детандер 3 останавливают и пускают турбодетандер 19, который используется также в пусковой период установки после полного отогрева. Включаются в работе также один из основных теплообменников 14 и детандерный теплообменник 30, в которых воздух высокого давления охлаждается азотом теплообменники 15 и 16 при этом отключают. [c.126]

В детандере возникают гидравлические удары и растут потери холода. В итоге при очень низких температурах эфс ктивность расширения газа в детандере значительно снижается. По этим причинам при сжижении воздуха и других газов расширениё в детандере используют только для предварительного охлаждения, а дальнейшее охлаждение до температуры сжижения осуществляют путем дросселирования. Такие комбинированные циклы, применяемые в технике, различаются в основном величиной давления, до которого сжимается сжижаемый газ, и конструкцией детандера (поршневые детандеры и турбодетандеры). [c.672]

Цикл Капицы отличается высокой производительностью (за счет применения турбодетандера вместо поршневых детандеров). [c.300]

Установка работает по холодильному циклу среднего давления со ступенчатым расширением части потока в двух турбодетандерах, установленных последовательно на одном потоке, и с расширением О ставшейся части потока в жидкостном поршневом детандере. При работе в ожижительном режиме используется предварительное азотное охлаждение. [c.53]

Выделение зон преимущественного применения детандеров разных типов более сложно, что объ51с-няется большим влиянием на КПД плотности рабочего тела на входе в турбодетандер при малых расходах. Для расширительных машин высокого давления (на входе 5— 20 МПа), где плотность рабочего е-ла относительно велика, ориентировочная граница, разделяющая поршневые и турбодетандеры, проходит по производительности 2500 м . Для детандеров среднего давления (1,5—3 МПа) такой границей служит производительность 1000 м ч. Эти данные относятся к машинам воздухоразделительных установок. Для гелиевых детандеров при давлениях на входе 1,6—2,5 МПа соответствующая граница проходит по производительности У=1 3 м /ч. [c.70]

Для получения холода в азотной устаноше применен цикл высокого давления ( 21 МПа) с предварительным охлаждением фреоном и расширением части потока азота высокого давления, так же, как и в воздухоразделительной установке, вначале в поршневом детандере, а затем в турбодетандере. На азотной установке используют также холод, получающийся при испарении жидкого кислорода. [c.106]

В конце тридцатых годов советский физик академик П. Л. Капица предложил использовать в качестве детандера турбину. Идея — не новая, ее еще в конце прошлого века выска.зывал Дж. Рэлей, но к.п.д. докапицынских турбин для ожижения воздуха был невысок. Поэтому небольшие турбодетандеры лишь выполняли кое-какую подсобную работу при поршневых детандерах. [c.138]

Растущий интерес к таким детандерам делает приводимый в статье анализ, который впервые в виде информационного сообщения появился в конце 1957 г., а при написании данной статьи дополнен и несколько переработан, ценным для Оолее широкого круга читателей. Хороший обзор применения поршневых турбодетандеров был недавно опубликован Коллинзом и Кеннеди [1], в который также включены работы Лэнда [2] и Джекета [3]. Тип детандера, наиболее целесообразный для данной ожижительной установки, зависит от ее производительности. Многие типы детандеров, которые успешно применялись ранее в других установках, могут быть рассмотрены с целью их использования в установках для ожижения водорода. К таким машинам можно отнести в порядке возрастания производительности поршневые детандеры, ротационные вытеснительного типа , особенно детандер конструкции Лисхольма, радиальные и осевые турбодетандеры. [c.70]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология