Tuabin giãn nở (turboexpander) là gì?

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)

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...

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

Tặng ebook: Root Cause Failure Analysis (Phân tích tìm nguyên nhân hư hỏng)

Để chào đón phiên bản web mới, baoduongcokhi.com gửi tặng các bạn ebook hay: Root Cause Failure Analysis. Ebook contents: Part I: Introduction to Root Cause Failure Analysis Chapter 1 Introduction Chapter 2 General Analysis Techniques Chapter 3 Root Cause Failure Analysis Methodology Chapter 4 Safety-Related Issues Chapter 5 Regulatory Compliance Issues Chapter 6 Process Performance Part II: Equipment Design Evaluation Guide Chapter 7 Pumps Chapter 8 Fans. Blowers, and Fluidizers Chapter 9 Conveyors Chapter 10 Compressors Chapter I I Mixers and Agitators Chapter 12 Dust Collectors Chapter 13 Process Rolls Chapter 14 Gearboxes/Reducers Chapter 15 Steam Traps Chapter 16 Inverters Chapter 17 Control Valves Chapter 18 Seals and Packing

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...

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 răn...

Phương pháp kiểm tra hạt từ (Magnetic Particle Testing)

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Kiểm tra hạt từ (Magnetic Particle Testing MPT/MT hay Magnetic Particle Inspection - MPI) là một phương pháp kiểm tra không phá hủy nhằm phát hiện các khuyết tật trên bề mặt hoặc ngay bên dưới bề mặt kim loại. Đây là kỹ thuật nhanh và đáng tin cậy để phát hiện và định vị các vết nứt bề mặt. Nguyên lý MPT: Từ thông rò trên bề mặt không liên tục Nguyên lý Kiểm tra hạt từ (MT) dựa trên tính chất từ tính của vật liệu sắt từ. Khi một thành phần sắt từ bị từ hóa (được thực hiện bằng cách cho dòng điện chạy qua nó hoặc bằng cách đặt nó trong một từ trường mạnh), bất kỳ sự không liên tục hoặc khuyết tật nào có trong vật liệu sẽ gây ra rò rỉ từ thông (như vết nứt sẽ tạo ra lực cản đáng kể đối với từ trường, tại những điểm không liên tục như vậy, từ trường thoát ra trên bề mặt của mẫu thử (từ thông rò rỉ). Xem thêm: Kiểm tra thẩm thấu PT (Penetrant Testing) Kiểm tra siêu âm bên trong lòng ống ILI là gì? Rò rỉ từ thông...

Hướng dẫn chi tiết Phương pháp Cân Tâm RIM & FACE

Sau đây tôi sẽ đăng lần lượt nội dung bài HD cách cân chỉnh bằng PP RIM & FACE. Đây là HD mang tính lý thuyết giúp bạn hiểu sâu hơn về PP này. Bài viết này tôi phải đánh máy hơi dài nên bài viết sẽ cập nhật tiếp sau mỗi ngày. Phương pháp này biểu diễn trên tờ giấy biểu đồ, các giá trị đo, tính toán và kết quả lượng shim thêm bớt và lượng dịch chuyển máy được thể hiện hoàn toàn trên giấy: (click lên hình để xem rõ hơn) KẾT QUẢ Sheet 1 Sheet2 Sheet 3 Kết quả biểu diễn trên giấy của phương pháp cân tâm RIM & FACE Khái niệm về PP RIM & FACE Phương pháp cân chỉnh RIM & FACE dùng biểu đồ để minh họa là một kỹ thuật mà cho thấy quan hệ vị trí của hai hoặc hơn hai đường tâm trục trên một tờ giấy biểu đồ. Từ biểu đồ này có thể tính toán ra được số lá căn (shim) cần thay đổi thêm vào hay bớt đi ở các chân máy và cũng như lượng dịch chuyển máy để đạt được độ đồng tâm đúng theo yêu cầu. QUY ƯỚC Để thực hiện các bước cân tâm này, chúng ta phải theo một số quy ước sa...

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 ...

Truyền động trục các-đăng, xích và dây curoa: Đâu là lựa chọn tối ưu?

Truyền động trục các-đăng, nhông xích và dây curoa - Mỗi loại hệ truyền động đều có ưu và nhuợc điểm riêng, tùy vào nhu cầu sử dụng mà ta có thể chọn cho mình hệ truyền động thích hợp nhất. Khi tìm hiểu về môtô, ta hầu như chỉ để ý đến thiết kế xe và sức mạnh động cơ mà hầu như quên đi một bộ phận rất quan trọng khác trên xe. Hệ thống quan trọng mà tôi đang muốn nói đến ở đây là hệ thống truyền đông. Khác với ô tô vốn chỉ có một lựa chọn hệ thống truyền động là trục các đăng. Mô tô có đến 3 lựa chọn hệ thống truyền động: Nhông xích, trục các đăng và dây curoa . Trong ba hệ truyền động nói trên thì nhông xích hiện đang là loại được sử dụng phổ biến và rộng rãi nhất ở mọi hãng xe và dòng xe. Trục các đăng cũng là một lựa chọn, nhưng ít phổ biến hơn. Còn lại là dây curoa vốn chỉ thấy ở một số mẫu xe nhất định. Vậy tại sao hệ truyền động nhông xích lại được sử dụng rộng rãi nhất? Để trả lời câu hỏi này, ta phải đi sâu vào ưu và nhược điểm của mỗi loại hệ thống. Hệ thống truyền động nhông x...

Sơ đồ tuabin khí chu trình hỗn hợp (combined cycle)

Viết bài KS Nguyễn Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com CCGT được gọi là chu trình kết hợp trong nhà máy điện, có sự tồn tại đồng thời của hai chu trình nhiệt trong một hệ thống, trong đó một lưu chất làm việc là hơi nước và một lưu chất làm việc khác là một sản phẩm khí đốt. Giải thích rõ hơn: Turbine khí chu trình hỗn hợp (Combined Cycle Gas Turbine - CCGT) là một hệ thống phát điện sử dụng cùng một nguồn nhiên liệu để vận hành hai loại máy phát điện khác nhau: một máy phát điện dẫn động bởi tuabin khí (gas turbine) và một máy phát điện dẫn động bởi tuabin hơi nước (steam turbine). Hệ thống CCGT được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy điện, do có thể giảm thiểu lượng khí thải và tăng tính hiệu quả trong việc sử dụng năng lượng. Nhà máy điện CCGT Trong hệ thống CCGT, nguồn nhiên liệu (thường là khí tự nhiên natural gas hoặc dầu) được đốt trong máy tuabin khí dẫn động cho máy phát điện generator để sản xuất điện. Hơi nước được tạo ra từ lò hơi thu hồi nhiệt (Heat Re...

Tìm kiếm Blog này