Детандеры турбодетандеры

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]

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]

Турбодетандерный агрегат состоит из двух основных элементов детандера, представляющего собой турбину, работающую за счет расширения газа, и компрессора, расположенного на одном валу с детандером, работающего за счет энергии детандера. Совмещение турбодетандера и компрессора в один агрегат позволяет ликвидировать уплотнение вала так как состав газа в детандере и компрессоре одинаковый, отпадает необходимость установки редуктора и муфты сцепления. Турбодетандеры работают с частотой вращения 10... 15 тыс. об/мин и выше, поэтому в поступающем газе не должно быть капель жидкости, в [c.114]

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]

Цикл низкого давления (цикл Капицы). Другая возможность повышения эффективности расширения газа в детандере заключается в использовании турбодетандеров вместо поршневых машин. Акад. П. Л. Капицей был создан одноступенчатый турбодетандер, обладающий при низких температурах высоким коэффициентом полезного действия (т]дет = 0,8). [c.674]

Создание детандера нового типа, позволяющего конденсировать внутри себя до 20% жидкости, нового высокоэффективного теплообменного оборудования и высокоэффективных теплоизоляционных материалов, исключающих потери низкотемпературного холода, сделало процесс НТК с использованием турбодетандеров наиболее экономичным по сравнению со всеми применяемыми процессами даже при отсутствии свободного перепада давления и при широком изменении состава сырья. [c.157]

Рабочей средой в детандерах является газ. Работа в турбодетандерах создается в результате взаимодействия потока газа с кольцевыми лопаточными решетками, т.е. системами лопастей, расположенных вокруг оси вращения. Основное назначение вращающихся лопаточных решеток состоит в изменении энергетического уровня рабочей среды, что достигается изменением момента количества движения протекающего газа. Возникающий при этом момент сил, действующий на лопатки [c.128]

Крупные установки работают по циклу с детандером (турбодетандером). Экономичным для крупных установок является цикл с несколькими детандерами, работающими на разных температурных уровнях. [c.84]

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]

Воздух (или азот) среднего, давления ожижается за счет холода, получаемого при расширении воздуха (или азота) как в турбодетандере низкого давления, установленного на низком температурном уровне, так и в турбо детандере (турбодетандерах) среднего давления, установленного на более высоком температурном уровне. В турбодетандере среднего давления целесообразно расширять воздух (азот), который сжимается в том же турбокомпрессоре, что и ожижаемый поток газа. [c.224]

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]

Циклы глубокого охлаждения качественно отличаются друг от друга процессами расширения рабочего тела (газа) и устройствами для осуществления этих процессов (дроссельный вентиль, расширительные машины — детандер и турбодетандер). [c.46]

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]

Установки для производства жидкого водорода (ожижения водорода). В зависимости от принятого цикла и необходимой производительности в состав установки могут входить расширительные машины детандеры или турбодетандеры. [c.52]

Особую опасность представляет попадание твердых примесей в детандер или турбодетандер в этом случае может произойти заклинивание поршня детандера или блокировка сопел турбин и вывод их из строя. [c.54]

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]

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

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]

Схемы НТК с турбодетандером сравнивали при одинаковом извлечении пропана, равном 86% 1,5. Давление газа перед детандером принимали 3,43 5,4 и 7,1 МПа. Первое значение давления выбрано, исходя из того, что на строящихся и проектируемых отечественных ГПЗ с целью уменьшения металлоемкости аппаратов принято давление процесса переработки газа 3,4—3,6 МПа. На многих зарубежных ГПЗ давление перед детандером принимают равным 5,4 и 7,1 МПа, что в значительной степени объясняется переработкой на этих заводах смеси природного и нефтяного газа из магистральных трубопроводов, в которых поддерживается указанное давление. [c.190]

Варианты анализируемых схем приведены на рис. II 1.43, III.44, и III.45, рабочие параметры и некоторые характеристики процесса — в табл. III.7. Во всех рассматриваемых вариантах КПД детандера принимали равным 0,75. Как видно из табл. III.7, целевыми продуктами переработки газа являются Сз+высшие-Анализ рассматриваемых вариантов показал, что для всех принятых составов газа с увеличением давления в узле сепарации (конденсации) перед детандером извлечение пропана увеличивается мало при значительном росте извлечения метана. При увеличенном содержании метана в конденсате требуется дополнительное проведение процесса деметанизации, что усложняет технологическую схему [86]. Кроме того, с увеличением давления в схеме НТК с турбодетандером при переработке газа всех принятых составов увеличивается степень сжижения газа в детандере (см. табл. III.7). В настоящее время максимальная степень сжижения газа в детандерах не превышает 20%. Поэтому варианты, показанные в табл. III.7 в графах 4 и 7, практически осуществить нельзя. Чем выше давление в схеме, тем больше расходуется энергии на компримирование сырого газа и тем меньше энергозатраты на дожатие сухого отбензиненного газа и получение пропанового холода, и наоборот. В результате общие энергозатраты по схемам с давлением 3,4 5,4 и 7,1 МПа при переработке каждого из принятых составов газа практически находятся на одном уровне. [c.191]

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]

Наиболее приемлемый перепад давлений нефтяного газа, позволяющий осуществлять его низкотемпературную очистку, составляет 1,3-1,6 МПа. Для повышения давления попутного газа можно использовать компрессорную станцию, но тогда процесс осушки становится нерентабельным. Указанный, весьма небольшой, перепад давлений практически исключает возможность реализации традиционной схемы низкоггемпературной сепарации (НТС), основанной на эффекте дросселирования. Расширители другого рода, с более высоким температурным КПД (турбодетандеры, волновые детандеры, пульсационные аппараты) весьма сложны и ненадежны в эксплуатации, особенно в полевых условиях. Поэтому для осушки нефтяного газа целесообразно применить трехпоточные вихревые трубы (ТВТ) Ранка-Хилша — достаточно простые и надежные устройства, которые наряду с получением большего по сравнению с дросселированием количества холода, обеспечивают отделение сконденсированной жидкости непосредственно из закрученного потока. [c.331]

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]

ВРУ низкого давления (рис, 2) применяют для получения газообразных продуктов разделения. Очищенный от мех. примесей воздух сжимают компрессором до давл. 0,55 МПа, а требуемая холодопроизводительность достигается расширением части его в Турбо детандере до давл. 0,14 МПа. По этой схеме, основоположником к-рой был П. Л. Капица, строится большинство крупных отечеств, и зарубежных ВРУ. Решающим фактором, определившим возможность их создания, явилась разработка П. Л. Капицей высокоэффективного реактивного турбодетандера. [c.410]

Рис. 5.2. Низкотемпературная сепарация с турбодетандером и дожимным компрессором 1, 3, 7-сепара-торы 2-теплообмен-ник 4-турбодетан-дер 5-компрессионная часть детандер-компрессионного отделения 6-дожимной компрессор 8-разде-литель 9-дроссель-ные клапаны 1-газ из скважины И-сухой газ Ш-газовый конденсат

Корпус 1 нагнетателя имеет вертикальный и горизонтальный разъемы. По вертикальному (технологическому) разъему производится окончательная сборка корпуса на заводе, и в эксплуатацион- ых условиях этот разъем разборке не подлежит. Верхнюю часть (крышку) корпуса фиксируют относительно нижней четырьмя болтами. Кроме того, четыре направляющих стержня в горизонтальном фланце корпуса предохраняют ротор и уплотнение нагнетателя от повреждений при снятии и опускаиии крышки, а четыре отжимных болта облегчают ее подъем при разборке машины. В нижней части корпуса находятся патрубки нагнетателя всасывающий (овальной формы), нагнетательный (круглого сечсния) и выпускной патрубок турбодетандера (прямоугольной формы). Все патрубки направлены вниз. В верхней части корпуса имеется патрубок прямоугольного сечения для подвода хвостовых газов к турбо-детандеру. Корпус нагнетателя отлит из легированной коррозие-устойчивой стали. [c.281]

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]

В последних своих установках большой производительности фирма Линде для получения добавочного холода также применяет турбодетаШдер, устанавливая его на азотном потоке, отходящем из нижней К0Л01ННЫ разделительного аппарата . Этим самым эффективно используется для получения холода то избыточное давление, которое имеется в шжней колонне. Принцип использования избыточного давления впервые был предложен французским инженером ле-Руж, по имени которого и называется этот способ включения детандера. Турбодетандер является очень удобной машиной для использования принципа ле-Руж потому, что он может работать на небольшом перепаде давлений и при низких начальных темпе-ра1турах расширяющегося в нем газа. [c.246]

Недостаток цикла среднего давления, заключающийся в низком к. п. д. детандера при работе его в условиях низких температур, может быть устранен применением турбодетандера. П. Л. Капица разработал конструкцию турбодетандера, обладающего высоким к. п. д. ( Чдет. 0,8) при низких температурах, что позволило снизить давление сжатого воздуха и осуществить цикл низкого давления (Рабе. = 5,5— 6 ат). Это в свою очередь сделало возможным применение для сжатия воздуха турбокомпрессоров и использование регенераторов в качестве теплообменников. Принципиальная схема цикла низкого давления такая же, как и схема цикла среднего давления. [c.557]

Введение в систему турЬодетандера позволяет уменьшить общую потребную мощность на 30%. Дополнительным эффектом при включении вв технологическую схему детандера оказывается получение холода. Легко сосчитать, что температура газа, поступающего в детандер при давлении 0,8-1,2 МПа, после дросселирования до 0,11 МПа понизится с 25-30 0 до -80 -120°С. При расходе газа 130тыс.нм газа в час холодопроизводительность турбодетандера составит 2.1 ГДж/ч. Такое количество холода низких параметров можно использовать в самых разнообразных вариантах для технологических нужд либо для использования у внешних потребителей. [c.156]

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]

Детандер выполняют в виде одноступенчатой поршневой машииы, а для расширения под давлением до 6 ати больших количеств газа— в виде одноколесной турбины (турбодетандер). Работа, развиваемая детандером, может быть исполы1ована для производства энергии или сжатия части газа. [c.742]

Жидкая фаза с низа сепаратора поступает в деметанизатор, газовая фаза направляется в турбодетандер. Проектом пре.дусмотрено расширение газа в одно- и двухступенчатом тур бо детандере. При использовании односту-яеичатого турбодетандера газ с верха деметанизатора через рефлюксную [c.178]

В современных турбодетандерах достигает 0,85 0,87. Один из вариантов технологической схемы с детандером приведеи на рис. 3.17. В данной схеме работа, получаемая при расширении газа в турбодетандере, передается турбокомпрес- [c.160]