Chuyển đến nội dung chính

Tuabin giãn nở (turboexpander) là gì?

Viết bài: Nguyễn Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com
Ảnh thực tế 1 turbo-expander (đầu bên phải làn cánh tuabin và bên trái là cánh máy nén đồng trục)



Turboexpander được gọi là tuabin giãn nở (expansion turbine).
Một turboexpander, còn được gọi là turbo-expander hoặc tuabin giãn nở (expansion turbine), là một thiết bị được sử dụng để chuyển đổi năng lượng từ chất lỏng hoặc khí ở áp suất cao thành công cơ học. Nó hoạt động dựa trên nguyên lý giãn nở thể tích, tận dụng quá trình giãn nở của chất lỏng hoặc khí để tạo ra công cơ học và làm quay máy nén khí hoặc máy phát điện, nên nó cũng được xem là một động cơ tua bin. Có 2 loại tuabin: tuabin có dòng hướng tâm hoặc dòng hướng trục.

Turboexpander bao gồm một rotor, chứa một bộ cánh tuabin (blade) và máy nén (vane). Chất lỏng hoặc khí ở áp suất cao được đưa vào turboexpander và chảy qua rotor. Khi chất lỏng hoặc khí giãn nở, nó làm cho các cánh của rotor quay, tạo ra công cơ học tại trục của turboexpander.

Do công được sinh ra nhờ sự giãn nở của khí cao áp, là một quá trình đẳng entropi và khí áp thấp ở cửa xả của tua bin ở nhiệt độ rất thấp, đôi khi thấp tới -150°C hoặc thấp hơn, tùy thuộc vào áp suất vận hành và tính chất của khí. 

Tuabin giãn nở tạo ra: 

(1) mô-men xoắn trên trục (shaft torque) và

(2) sự làm lạnh (refrigeration)

từ sự giãn nở gần như đẳng hướng của khí, chất lỏng hoặc thậm chí chất lỏng siêu tới hạn.

Mô-men xoắn có thể được thu hồi một cách hữu ích để dẫn động một máy nén tích hợp đồng trục, hay một máy nén bên ngoài hoặc một máy phát điện. Lưu chất đầu vào của bộ giãn nở phải là một pha, nhưng đầu ra có thể là hai pha.

Công suất cơ học được tạo ra bởi turboexpander có thể được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau. Một ứng dụng phổ biến là: Turboexpanders được sử dụng trong quá trình làm lạnh của sản xuất công nghiệp như chiết xuất etan và khí thiên nhiên lỏng (NGLs) từ khí tự nhiên, các khí hóa lỏng (như oxy, nitơ, heli, argon và krypton) và các quá trình nhiệt độ thấp khác.
Turboexpanders hiện tại khoảng làm việc từ 750 W tới 7,5 MW (1 hp đến 10.000 hp).
Mặt cắt ngang của Turboexpander (dòng hướng kính) dẫn động cho máy nén khí ly tâm tích hợp

Cánh tuabin giãn nở dẫn động máy nén đồng trục

 Cấu tạo turboexpander. (1) Diffuser (rãnh khuếch tán), (2) volute (vỏ kiểu xoắn ốc), (3) nozzle-clamping mechanism (ống cửa hút), (4) spray nozzle, (5) bearing, (6) spindle, (7) bearing, (8) body, (9) turbocharger volute, (10) expansion impeller, and (11) turbo impeller.

Các loại Turboexpander

Turboexpanders có thể được phân loại theo thiết bị tải hoặc ổ trục.

Ba thiết bị tải chính được sử dụng trong turboexpanders là máy nén ly tâm , máy phát điện hoặc phanh thủy lực. 

Với máy nén ly tâm và máy phát điện, công suất trục từ turboexpander được tái tạo hoặc để nén lại khí quá trình công nghệ hoặc để tạo ra năng lượng điện, giảm hóa đơn điện nước.

Phanh thủy lực (hydraulic brakes) được sử dụng khi mà tuabin giãn nỡ rất nhỏ và công suất trục mang lại là không kinh tế.

Ổ trục được sử dụng là ổ trục bôi trơn bằng dầu hoặc ổ trục từ tính .

Ứng dụng thực tế

Turboexpander được trang bị cánh dẫn hướng đầu vào VIGV (variable inlet guide vanes) có thể điều chỉnh được. Các cánh điều chỉnh có thể được tác động từ bên ngoài và được sử dụng giống như một van điều khiển để duy trì áp suất upstream và downstream. Các tổ hợp tuabin giãn nở - máy nén khí được cung cấp dưới dạng bộ kit hoàn chỉnh, bao gồm hệ thống dầu bôi trơn, hệ thống khí làm kín, và hệ thống điều khiển và đo lường.


Bộ kit Turboexpander - máy nén - ổ trục bôi trơn dầu

  • Chiết xuất hydrocarbon lỏng từ khí tự nhiên

  • Kéo máy phát điện                                      
  •               

  • Hệ thống làm lạnh                   
  •                      


  • Tận dụng năng lượng trong quá trình crackinh xúc tác lỏng
  • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d1/Fluid_catalytic_cracker_power_recovery.png

    (Thanh Sơn biên dịch theo wikimedia.org và các nguồn khác)

    Related Posts by Categories



    Nhận xét

    Bài đăng xem nhiều

    Dung sai và các chế độ lắp ghép bề mặt trụ trơn [pdf]

    Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Ví dụ bạn cần gia công 1 trục bơm ly tâm 1 cấp, khi lên bản vẽ gia công thì cần dung sai gia công, việc chọn dung sai gia công thì căn cứ vào kiểu lắp ghép như vị trí lắp vòng bi: đối với vòng trong vòng bi với trục bơm thì sẽ lắp theo hệ thống lỗ (vì kích thước vòng bi không thay đổi được), nên việc lắp chặt hay trung gian là do bạn lựa chọn dựa trên các tiêu chí ở dưới. Còn thân bơm với vòng ngoài vòng bi thì lắp theo hệ trục (xem vòng ngoài vòng bi là trục). Bạn cũng cần lưu ý việc lắp chặt hay trung gian có thể ảnh hưởng đến khe hở vòng bi khi làm việc nên cần cân nhắc cho phù hợp với điều kiện vận hành, loại vòng bi (cùng loại vòng bi, vòng bi C2, C3 có khe hở nhỏ hơn C4, C4 nhỏ hơn C5). Nếu bạn đang dùng C3, lắp trung gian mà chuyển sang lắp chặt có thể làm giảm tuổi thọ vòng bi vì khe hở giảm hoặc không đáp ứng yêu cầu làm việc. Sơ đồ miền dung sai Miền dung sai Miền dung sai được tạo ra bằng cách phối hợp giữa  1 sai

    Bảo trì năng suất toàn diện (Total Productive Maintenance)

    Toàn bộ file điện tử powerpoint này: TPM P-1.ppt 1382K TPM P-2.ppt 336K TPM P-3.ppt 2697K Link download http://www.mediafire.com/?upl33otz5orx0e1

    Một số thiết bị chưng cất

    Ngày nay cùng với sự phát triển vượt bậc của nền công nghiệp thế giới và nước nhà, các ngành công nghiệp cần rất nhiều hoá chất có độ tinh khiết cao. Chưng cất  ( distillation ) là quá trình dùng nhiệt để tách một hỗn hợp lỏng ra thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp ở cùng một nhiệt đo. Chưng cất = Gia nhiệt + Ngưng tụ Ta có thể phân biệt chưng cất ra thành quy trình một lần như trong phòng thí nghiệm để tách một hóa chất tinh khiết ra khỏi một hỗn hợp, và chưng cất liên tục, như trong các tháp chưng cất trong công nghiệp.  Xem kênh Youtube của Bảo Dưỡng Cơ Khí!  Hãy đăng ký kênh để nhận thông báo video mới nhất về Thiết bị chưng cất  Trong nhiều trường hợp có một tỷ lệ nhất định của hỗn hợp hai chất lỏng mà không thể tiếp tục tách bằng phương pháp chưng cất được nữa. Các hỗn hợp này được gọi là hỗn hợp đẳng phí. Nếu muốn tăng nồng độ của cồn phải dùng đến các phương pháp tinh cất đặc biệt khác. Có thể sử dụng các loại tháp chưng cất

    Giới thiệu về Tua bin khí (Gas Turbine)

    Turbine khí, còn được gọi là tuốc bin khí  (Gas Turbine) , là một loại động cơ nhiệt được sử dụng để chuyển đổi nhiệt năng thành năng lượng cơ học thông qua quá trình đốt cháy khí và chuyển động quay turbine. Một máy phát điện Generator kéo bởi một tuốc bin khí. Đây là tổ hợp của máy nén khí + tuốc bin khí + máy phát điện. Không khí được hút vào và nén lên áp suất cao nhờ một máy nén. Nhiên liệu cùng với không khí này sẽ được đưa vào buồng đốt để đốt cháy. Khí cháy sau khi ra khỏi buồng đốt sẽ được đưa vào quay turbine. Vì thế nên mới gọi là turbine khí. Năng lượng cơ học của turbine một phần sẽ được đưa về quay máy nén, một phần khác đưa ra quay tải ngoài, như cách quạt, máy phát điện... Đa số các turbine khí có một trục, một đầu là máy nén, một đầu là turbine. Đầu phía turbine sẽ được nối với máy phát điện trực tiếp hoặc qua bộ giảm tốc. Riêng mẫu turbine khí dưới đây có 3 trục. Trục hạ áp gồm máy nén hạ áp và turbine hạ áp. Trục cao áp gồm máy nén cao áp và turbine cao áp. Trục th

    Các website nhà sản xuất cung cấp thiết bị động và phụ tùng

    Bơm A.R Wilfley ABS ACD Cryo ACE ACME Dynamics Aermotor Afton Albany Aldo Barbera Alfa Laval All Flavor (AFEC) AllegenyBradford (Topline) All Pumps Allweiler Alpha Flo-Systems American Stainless American-Marsh Ampco AMT Ansimag Apex APV Argal Armstrong Aturia Aurora A.Y.McDonald BBC Electro Beckett Bell & Gossett BJM Blackmer Bombas Itur Brinkmann BSM Buffalo Burks Caffini Calama Calpeda Camac Caprari Carver Casals Caster CDR CEF Chempump(Teikoku) Clark Corcoran Cornell Corporacion EG Crane DAB Danner Davey David Brown-Union Dean Desm

    Tải miễn phí phần mềm triển khai hình gò

    Phần mềm này sẽ giúp các bạn đưa ra bản vẽ triển khai gia công đầy đủ và chính xác, cho phép các bạn xuất ra bản vẽ Autocad để tiện hơn cho việc tính toán, in ấn , quản lý. [MF] —–  nhấn chọn để download Lưu ý: sau khi giải nén và cài đặt thì chép pns4.exe (có sẵn sau khi giải nén) đè lên file pns4.exe mới. Phiên bản này có đầy đủ kích thước với các kiểu ống và help. Nên chạy run as administrator trong win 7. Xin chào bạn!  Nếu bạn đang thích trang web của chúng tôi và thấy các bài viết của chúng tôi hữu ích, chúng tôi rất mong nhận được sự ủng hộ của bạn. Với sự giúp đỡ của bạn, chúng tôi có thể tiếp tục phát triển tài nguyên và cung cấp cho bạn nội dung có giá trị hơn nữa.  Cảm ơn bạn đã ủng hộ chúng tôi. Nguyễn Thanh Sơn

    Cách kiểm tra và đánh giá vết ăn khớp (tooth contact) của cặp bánh răng

    Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về  www.baoduongcokhi.com Hộp số với cặp bánh răng nghiêng Tooth contact là một trong những yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động hiệu quả và độ bền của bánh răng Mục đích Các bánh răng phải có tải trọng phân bố đều trên bề mặt răng khi làm việc ở điều kiện danh định.  Nếu tải trọng phân bố không đều, áp lực tiếp xúc và ứng suất uốn tăng cục bộ , làm tăng nguy cơ hư hỏng.  Gear Run Out của bánh răng là gì? cách kiểm tra Bánh răng và hộp số, phần 3: Phân tích dầu tìm nguyên nhân hư hỏng bánh răng. Bánh răng và Hộp số, phần 2: Các loại hộp số, bôi trơn, hư hỏng thường gặp Bánh răng và hộp số, phần 1: Các loại bánh răng (types of gears) Để đạt được sự phân bố tải đều, bánh răng cần có độ chính xác trong thiết kế, sản xuất, lắp ráp và lắp đặt các bộ phận của hộp số. Các yếu tố này được kiểm tra, test thử nghiệm và kiểm tra tại xưởng của nhà sản xuất thiết bị. Lắp đặt đúng cách tại hiện trường là bước cuối cùng để đảm bảo khả năng ti

    Chọn vật liệu chế tạo bánh răng và xử lý nhiệt

    Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về  www.baoduongcokhi.com Điều cần thiết là chọn vật liệu và xử lý nhiệt thích hợp phù hợp với ứng dụng dự kiến ​​của bánh răng. Vì các bánh răng được ứng dụng cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau, chẳng hạn như máy móc công nghiệp, thiết bị điện/điện tử, đồ gia dụng và đồ chơi, và bao gồm nhiều loại vật liệu, nên chúng tôi muốn giới thiệu các vật liệu điển hình và phương pháp xử lý nhiệt của chúng. Hộp số 1. Các loại vật liệu chế tạo bánh răng a) S45C (Thép cacbon dùng cho kết cấu máy): S45C là một trong những loại thép được sử dụng phổ biến nhất, chứa lượng carbon vừa phải ( 0,45% ). S45C dễ kiếm được và được sử dụng trong sản xuất bánh răng trụ thẳng, bánh răng xoắn, thanh răng, bánh răng côn và bánh răng trục vít bánh vít . Xử lý nhiệt và độ cứng đạt được: nhiệt luyện độ cứng Không < 194HB Nhiệt luyện bằng cách nung nóng, làm nguội nhanh (dầu hoặc nước) và ram thép, còn gọi là quá trìnhT

    Khe hở mặt răng (backlash) và khe hở chân/đỉnh răng (root/tip clearance)

    Viết bài : Nguyễn Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Các thông số cơ bản của bánh răng Về những thông số của bánh răng, có rất nhiều thông số để phục vụ cho quá trình gia công, thiết kế và lắp đặt máy. Tuy nhiên có một số thông số cơ bản bắt buộc người chế tạo cần phải nắm rõ, gồm: Đường kính Vòng đỉnh (Tip diameter): là đường tròn đi qua đỉnh răng, da = m (z+2) . Đường kính Vòng đáy (Root diameter): là vòng tròn đi qua đáy răng, df = m (z-2.5) . Đường kính Vòng chia (Reference diameter): là đường tròn tiếp xúc với một đường tròn tương ứng của bánh răng khác khi 2 bánh ăn khớp với nhau, d = m.Z   Số răng: Z=d/m Bước răng (Circular Pitch): là độ dài cung giữa 2 profin của 2 răng kề nhau đo trên vòng chia, P=m. π Modun: là thông số quan trọng nhất của bánh răng, m = P/π ; ha=m. Chiều cao răng (whole depth): là khoảng cách hướng tâm giữa vòng đỉnh và vòng chia; h=ha + hf=2.25m, trong đó ha=1 m, hf=1,25 Chiều dày răng (w

    Sổ tay tiếng anh kỹ thuật [pdf]

    Giới thiệu nội dung cuốn sách "Sổ tay tiếng anh kỹ thuật"  Nhu cầu học tiếng anh trong các nghành kỹ thuật ngày càng tăng trong những năm gần đây, để đáp ứng nhu cầu đó, nhóm tác giả đã biên soạn cuốn sách này. Nội dung cuốn sách bao gồm Phần mở đầu, phần thuật ngữ và phần số liệu. - Phần mở đầu nhóm tác giả giới thiệu lối phiên âm quốc tế mới nhất - Phần các thuật ngữ được phân loại theo từng chủ đề bao quát trong nghành cơ khí, từ vẽ kỹ thuật đến nguyên lý máy… - Phần số liệu gồm các hình vẽ, các bảng tiêu chuẩn… Link tải: Tại đây  hoặc tại đây ----- Xin chào bạn! Nếu bạn đang thích trang web của chúng tôi và thấy các bài viết của chúng tôi hữu ích, chúng tôi rất mong nhận được sự ủng hộ của bạn. Với sự giúp đỡ của bạn, chúng tôi có thể tiếp tục phát triển tài nguyên và cung cấp cho bạn nội dung có giá trị hơn nữa.  Cảm ơn bạn đã ủng hộ chúng tôi.  Nguyễn Thanh Sơn

    Nghe Podcast Bảo Dưỡng Cơ Khí