ตัวขยายสามารถใช้การลดแรงดันเพื่อขับเคลื่อนเครื่องหมุน ข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการประเมินผลประโยชน์ที่อาจเกิดขึ้นจากการติดตั้งตัวขยายสามารถพบได้ที่นี่
โดยทั่วไปในอุตสาหกรรมกระบวนการทางเคมี (CPI)“ พลังงานจำนวนมากสูญเปล่าในวาล์วควบคุมความดันซึ่งจะต้องลดความดันสูง” [1] ขึ้นอยู่กับปัจจัยทางเทคนิคและเศรษฐกิจที่หลากหลายอาจเป็นที่พึงปรารถนาที่จะเปลี่ยนพลังงานนี้ให้เป็นพลังงานเชิงกลหมุนซึ่งสามารถใช้ในการขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือเครื่องหมุนอื่น ๆ สำหรับของเหลวที่บีบอัดได้ (ของเหลว) สิ่งนี้สามารถทำได้โดยใช้กังหันการกู้คืนพลังงานไฮดรอลิก (HPRT; ดูอ้างอิง 1) สำหรับของเหลวที่บีบอัดได้ (ก๊าซ) ตัวขยายเป็นเครื่องที่เหมาะสม
เครื่องขยายเสียงเป็นเทคโนโลยีที่เป็นผู้ใหญ่ที่มีแอพพลิเคชั่นที่ประสบความสำเร็จมากมายเช่นการแตกตัวเร่งปฏิกิริยาของเหลว (FCC), การทำความเย็น, วาล์วเมืองก๊าซธรรมชาติ, การแยกอากาศหรือการปล่อยไอเสีย โดยหลักการแล้วกระแสก๊าซใด ๆ ที่มีแรงดันลดลงสามารถใช้ในการขับเคลื่อนตัวขยายได้ แต่“ การส่งออกพลังงานเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอัตราส่วนความดันอุณหภูมิและอัตราการไหลของกระแสก๊าซ” [2] เช่นเดียวกับความเป็นไปได้ทางเทคนิคและเศรษฐกิจ การใช้งาน Expander: กระบวนการขึ้นอยู่กับปัจจัยเหล่านี้และปัจจัยอื่น ๆ เช่นราคาพลังงานในท้องถิ่นและความพร้อมใช้งานของผู้ผลิตอุปกรณ์ที่เหมาะสม
แม้ว่า Turboexpander (ทำงานคล้ายกับกังหัน) เป็นตัวขยายที่รู้จักกันดีที่สุด (รูปที่ 1) แต่ก็มีประเภทอื่นที่เหมาะสมสำหรับสภาพกระบวนการที่แตกต่างกัน บทความนี้แนะนำประเภทของตัวขยายหลักและส่วนประกอบของพวกเขาและสรุปว่าผู้จัดการฝ่ายปฏิบัติการที่ปรึกษาหรือผู้ตรวจสอบด้านพลังงานในแผนก CPI ต่างๆสามารถประเมินผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นจากการติดตั้งตัวขยาย
มีแถบความต้านทานหลายประเภทที่แตกต่างกันอย่างมากในเรขาคณิตและฟังก์ชั่น ประเภทหลักแสดงในรูปที่ 2 และแต่ละประเภทมีการอธิบายสั้น ๆ ด้านล่าง สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมรวมถึงกราฟเปรียบเทียบสถานะการทำงานของแต่ละประเภทตามขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเฉพาะและความเร็วเฉพาะโปรดดูความช่วยเหลือ 3.
ลูกสูบ Turboexpander ลูกสูบและลูกสูบลูกสูบเทอร์โบเพนเดอร์ทำงานเหมือนเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบหมุนย้อนกลับดูดซับก๊าซแรงดันสูงและแปลงพลังงานที่เก็บไว้เป็นพลังงานหมุนผ่านเพลาข้อเหวี่ยง
ลากตัวขยายเทอร์โบ ตัวขยายกังหันเบรกประกอบด้วยห้องไหลศูนย์กลางที่มีครีบถังติดอยู่กับรอบนอกขององค์ประกอบการหมุน พวกเขาได้รับการออกแบบในลักษณะเดียวกับล้อน้ำ แต่หน้าตัดของห้องศูนย์กลางเพิ่มขึ้นจากทางเข้าสู่ทางออกทำให้ก๊าซขยายตัว
เรเดียลเทอร์โบเจน Turboexpanders Radial Flow มีทางเข้าตามแนวแกนและเต้าเสียบรัศมีช่วยให้ก๊าซขยายเรดิโอผ่านใบพัดกังหัน ในทำนองเดียวกันกังหันการไหลตามแนวแกนขยายก๊าซผ่านล้อกังหัน แต่ทิศทางของการไหลยังคงขนานกับแกนของการหมุน
บทความนี้มุ่งเน้นไปที่เรเดียลและแกนเทอร์โบเจอร์แร็กซ์พูดคุยเกี่ยวกับชนิดย่อยส่วนประกอบและเศรษฐศาสตร์ต่าง ๆ ของพวกเขา
Turboexpander สกัดพลังงานจากกระแสก๊าซแรงดันสูงและแปลงเป็นโหลดไดรฟ์ โดยทั่วไปแล้วโหลดเป็นคอมเพรสเซอร์หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับเพลา Turboexpander ที่มีของเหลวบีบอัดคอมเพรสเซอร์ในส่วนอื่น ๆ ของกระแสกระบวนการที่ต้องใช้ของเหลวบีบอัดซึ่งจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของโรงงานโดยใช้พลังงานที่สูญเปล่า Turboexpander ที่มีโหลดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแปลงพลังงานเป็นไฟฟ้าซึ่งสามารถใช้ในกระบวนการโรงงานอื่นหรือกลับไปที่กริดท้องถิ่นเพื่อขาย
เครื่องกำเนิดไฟฟ้า Turboexpander สามารถติดตั้งเพลาไดรฟ์โดยตรงจากล้อกังหันไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือผ่านเกียร์ที่ลดความเร็วอินพุตจากล้อกังหันไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าผ่านอัตราส่วนเกียร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ Direct Drive Turboexpanders เสนอข้อได้เปรียบในด้านประสิทธิภาพรอยเท้าและค่าบำรุงรักษา Turboexpanders เกียร์มีน้ำหนักมากขึ้นและต้องการรอยเท้าที่ใหญ่ขึ้นอุปกรณ์เสริมหล่อลื่นและการบำรุงรักษาปกติ
Turboexpanders ไหลผ่านสามารถทำได้ในรูปแบบของกังหันรัศมีหรือแกนตามแนวแกน ตัวขยายการไหลของรัศมีมีทางเข้าตามแนวแกนและเต้าเสียบเรเดียลเพื่อให้การไหลของก๊าซออกจากกังหันเรเดียนจากแกนการหมุน กังหันตามแนวแกนอนุญาตให้ก๊าซไหลตามแนวแกนของการหมุน กังหันการไหลตามแนวแกนสกัดพลังงานจากการไหลของก๊าซผ่านใบพัดไกด์ทางเข้าไปยังล้อขยายด้วยพื้นที่ตัดขวางของห้องขยายค่อยๆเพิ่มขึ้นเพื่อรักษาความเร็วคงที่
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โบเพนเดอร์ประกอบด้วยสามองค์ประกอบหลัก: ล้อกังหันแบริ่งพิเศษและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ล้อกังหัน ล้อกังหันมักได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางอากาศพลศาสตร์ ตัวแปรแอปพลิเคชันที่มีผลต่อการออกแบบล้อกังหันรวมถึงความดันทางเข้า/ทางออกอุณหภูมิทางเข้า/ทางออกการไหลของปริมาตรและคุณสมบัติของเหลว เมื่ออัตราส่วนการบีบอัดสูงเกินไปที่จะลดลงในระยะเดียวจำเป็นต้องใช้ Turboexpander ที่มีล้อกังหันหลายล้อ ทั้งล้อกังหันรัศมีและแกนสามารถออกแบบเป็นล้อหลายขั้นตอน แต่ล้อกังหันแกนตามแนวแกนมีความยาวตามแนวแกนที่สั้นกว่ามากและมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น กังหันการไหลแบบเรเดียลหลายขั้นตอนต้องการก๊าซเพื่อการไหลจากแกนไปยังเรเดียลและกลับสู่แกนสร้างการสูญเสียแรงเสียดทานสูงกว่ากังหันการไหลตามแนวแกน
ตลับลูกปืน การออกแบบแบริ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานที่มีประสิทธิภาพของ Turboexpander ประเภทแบริ่งที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบ Turboexpander นั้นแตกต่างกันอย่างกว้างขวางและอาจรวมถึงแบริ่งน้ำมันแบริ่งฟิล์มเหลวแบริ่งลูกบอลแบบดั้งเดิมและตลับลูกปืนแม่เหล็ก แต่ละวิธีมีข้อดีและข้อเสียของตัวเองดังแสดงในตารางที่ 1
ผู้ผลิต Turboexpander หลายรายเลือกตลับลูกปืนแม่เหล็กเป็น "แบริ่งที่เลือก" ของพวกเขาเนื่องจากข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์ของพวกเขา ตลับลูกปืนแม่เหล็กช่วยให้มั่นใจได้ว่าการใช้งานส่วนประกอบแบบไดนามิกของเทอร์โบเพนเดอร์โดยปราศจากแรงเสียดทานลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและการบำรุงรักษาตลอดอายุการใช้งานของเครื่อง พวกเขายังได้รับการออกแบบมาเพื่อทนต่อการโหลดตามแนวแกนและรัศมีที่หลากหลายและสภาพที่เกินความจริง ต้นทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้นของพวกเขาจะถูกชดเชยด้วยค่าใช้จ่ายวงจรชีวิตที่ลดลงมาก
ไดนาโม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าใช้พลังงานการหมุนของกังหันและแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าที่มีประโยชน์โดยใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแม่เหล็กไฟฟ้า (ซึ่งสามารถเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำหรือเครื่องกำเนิดแม่เหล็กถาวร) เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำมีความเร็วที่ต่ำกว่าดังนั้นแอปพลิเคชันกังหันความเร็วสูงจึงต้องใช้กล่องเกียร์ แต่สามารถออกแบบให้ตรงกับความถี่กริดโดยไม่จำเป็นต้องใช้ไดรฟ์ความถี่ตัวแปร (VFD) เพื่อให้กระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้น ในทางกลับกันเครื่องกำเนิดแม่เหล็กถาวรสามารถเป็นเพลาตรงกับกังหันและส่งกำลังไปยังกริดผ่านไดรฟ์ความถี่ตัวแปร เครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้รับการออกแบบมาเพื่อส่งพลังงานสูงสุดตามกำลังเพลาที่มีอยู่ในระบบ
แมวน้ำ ซีลยังเป็นส่วนประกอบที่สำคัญเมื่อออกแบบระบบ Turboexpander เพื่อรักษาประสิทธิภาพสูงและเป็นไปตามมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมระบบจะต้องปิดผนึกเพื่อป้องกันการรั่วไหลของก๊าซที่อาจเกิดขึ้น Turboexpanders สามารถติดตั้งซีลแบบไดนามิกหรือแบบคงที่ ซีลไดนามิกเช่นซีลเขาวงกตและซีลก๊าซแห้งให้ซีลรอบเพลาหมุนซึ่งโดยทั่วไประหว่างล้อกังหันแบริ่งและส่วนที่เหลือของเครื่องที่ตั้งอยู่ แมวน้ำแบบไดนามิกจะหมดไปเมื่อเวลาผ่านไปและต้องการการบำรุงรักษาและการตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้แน่ใจว่าทำงานได้อย่างถูกต้อง เมื่อส่วนประกอบของ Turboexpander ทั้งหมดอยู่ในตัวเรือนเดียวสามารถใช้ซีลสแตติกเพื่อป้องกันโอกาสในการขายที่ออกจากตัวเรือนรวมถึงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไดรฟ์แบริ่งแม่เหล็กหรือเซ็นเซอร์ ซีลสุญญากาศเหล่านี้ให้การป้องกันอย่างถาวรจากการรั่วไหลของก๊าซและไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษาหรือซ่อมแซม
จากมุมมองของกระบวนการข้อกำหนดหลักสำหรับการติดตั้งตัวขยายคือการจัดหาก๊าซแรงดันแรงดันสูง (ไม่สามารถควบคุมได้) ไปยังระบบแรงดันต่ำที่มีการไหลเพียงพอลดแรงดันและการใช้งานเพื่อรักษาการทำงานปกติของอุปกรณ์ พารามิเตอร์การดำเนินงานได้รับการดูแลรักษาในระดับที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ
ในแง่ของฟังก์ชั่นการลดแรงดันผู้ขยายสามารถใช้แทนวาล์ว Joule-Thomson (JT) หรือที่เรียกว่าวาล์วคันเร่ง เนื่องจากวาล์ว JT เคลื่อนที่ไปตามเส้นทาง isentropic และตัวขยายการเคลื่อนที่ไปตามเส้นทาง isentropic เกือบจะช่วยลดเอนทัลปีของก๊าซและแปลงความแตกต่างของเอนทาลปีเป็นพลังงานเพลาจึงสร้างอุณหภูมิทางออกต่ำกว่าวาล์ว JT สิ่งนี้มีประโยชน์ในกระบวนการแช่แข็งซึ่งเป้าหมายคือการลดอุณหภูมิของก๊าซ
หากมีขีด จำกัด ที่ต่ำกว่าของอุณหภูมิก๊าซทางออก (ตัวอย่างเช่นในสถานีบีบอัดที่จะต้องรักษาอุณหภูมิของก๊าซไว้เหนือการแช่แข็งความชุ่มชื้นหรืออุณหภูมิการออกแบบวัสดุขั้นต่ำ) อย่างน้อยหนึ่งจะต้องเพิ่มฮีตเตอร์อย่างน้อยหนึ่งเครื่อง ควบคุมอุณหภูมิก๊าซ เมื่อ preheater ตั้งอยู่ต้นน้ำของตัวขยายพลังงานบางส่วนจากก๊าซฟีดจะถูกกู้คืนในตัวขยายซึ่งจะเป็นการเพิ่มกำลังการผลิต ในการกำหนดค่าบางอย่างที่จำเป็นต้องมีการควบคุมอุณหภูมิเต้าเสียบสามารถติดตั้ง reheater ครั้งที่สองได้หลังจากตัวขยายเพื่อให้การควบคุมเร็วขึ้น
ในรูปที่ 3 แสดงไดอะแกรมที่เรียบง่ายของแผนภาพการไหลทั่วไปของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขยายด้วย preheater ที่ใช้แทนวาล์ว JT
ในการกำหนดค่ากระบวนการอื่น ๆ พลังงานที่กู้คืนในตัวขยายสามารถถ่ายโอนโดยตรงไปยังคอมเพรสเซอร์ เครื่องเหล่านี้บางครั้งเรียกว่า "ผู้บัญชาการ" มักจะมีขั้นตอนการขยายและการบีบอัดที่เชื่อมต่อกันด้วยเพลาหนึ่งหรือมากกว่าซึ่งอาจรวมถึงกล่องเกียร์เพื่อควบคุมความแตกต่างของความเร็วระหว่างสองขั้นตอน นอกจากนี้ยังสามารถรวมมอเตอร์เพิ่มเติมเพื่อให้พลังงานมากขึ้นในขั้นตอนการบีบอัด
ด้านล่างนี้เป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดที่ทำให้มั่นใจได้ว่าการทำงานและความเสถียรของระบบที่เหมาะสม
บายพาสวาล์วหรือวาล์วลดแรงดัน วาล์วบายพาสช่วยให้การดำเนินการดำเนินการต่อเมื่อ Turboexpander ไม่ทำงาน (ตัวอย่างเช่นสำหรับการบำรุงรักษาหรือฉุกเฉิน) ในขณะที่วาล์วลดแรงดันจะใช้สำหรับการทำงานอย่างต่อเนื่องเพื่อจัดหาก๊าซส่วนเกินเมื่อการไหลทั้งหมดเกินขีดความสามารถในการออกแบบ
วาล์วปิดฉุกเฉิน (ESD) วาล์ว ESD ใช้เพื่อป้องกันการไหลของก๊าซเข้าสู่ตัวขยายในกรณีฉุกเฉินเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายทางกล
เครื่องมือและการควบคุม ตัวแปรสำคัญในการตรวจสอบรวมถึงความดันทางเข้าและทางออกอัตราการไหลความเร็วการหมุนและกำลังขับ
ขับรถด้วยความเร็วที่มากเกินไป อุปกรณ์ตัดการไหลไปยังกังหันทำให้ใบพัดกังหันชะลอตัวลงซึ่งจะช่วยปกป้องอุปกรณ์จากความเร็วที่มากเกินไปเนื่องจากสภาพกระบวนการที่ไม่คาดคิดซึ่งอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายได้
วาล์วความปลอดภัยแรงดัน (PSV) PSVs มักจะติดตั้งหลังจากเทอร์โบเพนเดอร์เพื่อปกป้องท่อและอุปกรณ์แรงดันต่ำ PSV จะต้องได้รับการออกแบบมาเพื่อทนต่อภาระผูกพันที่รุนแรงที่สุดซึ่งโดยทั่วไปจะรวมถึงความล้มเหลวของวาล์วบายพาสที่จะเปิด หากมีการเพิ่มตัวขยายไปยังสถานีลดแรงดันที่มีอยู่ทีมงานออกแบบกระบวนการจะต้องพิจารณาว่า PSV ที่มีอยู่ให้การป้องกันที่เพียงพอหรือไม่
เครื่องทำความร้อน เครื่องทำความร้อนชดเชยการลดลงของอุณหภูมิที่เกิดจากก๊าซที่ผ่านกังหันดังนั้นก๊าซจะต้องอุ่น ฟังก์ชั่นหลักของมันคือการเพิ่มอุณหภูมิของการไหลของก๊าซที่เพิ่มขึ้นเพื่อรักษาอุณหภูมิของก๊าซออกจากตัวขยายที่สูงกว่าค่าต่ำสุด ประโยชน์อีกประการหนึ่งของการเพิ่มอุณหภูมิคือการเพิ่มกำลังการผลิตเช่นเดียวกับการป้องกันการกัดกร่อนการควบแน่นหรือความชุ่มชื้นที่อาจส่งผลเสียต่อหัวฉีดอุปกรณ์ ในระบบที่มีเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (ดังแสดงในรูปที่ 3) อุณหภูมิของก๊าซมักจะถูกควบคุมโดยการควบคุมการไหลของของเหลวที่ร้อนใน preheater ในการออกแบบบางอย่างเครื่องทำความร้อนเปลวไฟหรือเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าสามารถใช้แทนเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนได้ เครื่องทำความร้อนอาจมีอยู่แล้วในสถานี JT Valve ที่มีอยู่และการเพิ่มตัวขยายอาจไม่จำเป็นต้องติดตั้งเครื่องทำความร้อนเพิ่มเติม แต่เป็นการเพิ่มการไหลของของเหลวที่ร้อน
น้ำมันหล่อลื่นระบบน้ำมันและซีล ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นตัวขยายสามารถใช้การออกแบบซีลที่แตกต่างกันซึ่งอาจต้องใช้สารหล่อลื่นและก๊าซปิดผนึก ในกรณีที่มีการใช้งานน้ำมันหล่อลื่นจะต้องรักษาคุณภาพและความบริสุทธิ์สูงเมื่อสัมผัสกับก๊าซกระบวนการและระดับความหนืดของน้ำมันจะต้องอยู่ในช่วงการทำงานของแบริ่งหล่อลื่น ระบบก๊าซที่ปิดผนึกมักจะติดตั้งอุปกรณ์หล่อลื่นน้ำมันเพื่อป้องกันน้ำมันจากกล่องแบริ่งไม่ให้เข้าสู่กล่องขยาย สำหรับการใช้งานพิเศษของตัวรวบรวมที่ใช้ในอุตสาหกรรมไฮโดรคาร์บอนระบบน้ำมันหล่อลื่นและซีลโดยทั่วไปจะได้รับการออกแบบมาเพื่อ API 617 [5] ส่วนที่ 4
ไดรฟ์ความถี่ตัวแปร (VFD) เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นเหนี่ยวนำโดยทั่วไปจะเปิดใช้งาน VFD เพื่อปรับสัญญาณกระแสสลับ (AC) เพื่อให้ตรงกับความถี่ยูทิลิตี้ โดยทั่วไปแล้วการออกแบบตามไดรฟ์ความถี่ตัวแปรมีประสิทธิภาพโดยรวมสูงกว่าการออกแบบที่ใช้กระปุกเกียร์หรือส่วนประกอบเชิงกลอื่น ๆ ระบบที่ใช้ VFD ยังสามารถรองรับการเปลี่ยนแปลงกระบวนการที่กว้างขึ้นซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความเร็วของเพลาขยาย
การแพร่เชื้อ. การออกแบบตัวขยายบางอย่างใช้กระปุกเกียร์เพื่อลดความเร็วของตัวขยายไปยังความเร็วที่ได้รับการจัดอันดับของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ค่าใช้จ่ายในการใช้กระปุกเกียร์นั้นมีประสิทธิภาพโดยรวมต่ำกว่าและทำให้กำลังไฟลดลง
เมื่อเตรียมคำขอใบเสนอราคา (RFQ) สำหรับตัวขยายวิศวกรกระบวนการจะต้องกำหนดเงื่อนไขการทำงานก่อนรวมถึงข้อมูลต่อไปนี้:
วิศวกรเครื่องกลมักจะดำเนินการข้อกำหนดและข้อกำหนดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบขยายโดยใช้ข้อมูลจากสาขาวิชาวิศวกรรมอื่น ๆ อินพุตเหล่านี้อาจรวมถึงสิ่งต่อไปนี้:
ข้อมูลจำเพาะจะต้องรวมถึงรายการเอกสารและภาพวาดที่จัดทำโดยผู้ผลิตซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการประกวดราคาและขอบเขตของการจัดหารวมถึงขั้นตอนการทดสอบที่เกี่ยวข้องตามที่โครงการกำหนด
ข้อมูลทางเทคนิคที่จัดทำโดยผู้ผลิตซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการประกวดราคาโดยทั่วไปควรมีองค์ประกอบต่อไปนี้:
หากข้อเสนอใด ๆ แตกต่างจากข้อกำหนดดั้งเดิมผู้ผลิตจะต้องจัดทำรายการเบี่ยงเบนและเหตุผลของการเบี่ยงเบน
เมื่อได้รับข้อเสนอแล้วทีมพัฒนาโครงการจะต้องตรวจสอบการร้องขอการปฏิบัติตามและพิจารณาว่าความแปรปรวนนั้นมีความชอบธรรมทางเทคนิคหรือไม่
การพิจารณาทางเทคนิคอื่น ๆ ที่ควรพิจารณาเมื่อประเมินข้อเสนอรวมถึง:
ในที่สุดการวิเคราะห์ทางเศรษฐกิจจะต้องดำเนินการ เนื่องจากตัวเลือกที่แตกต่างกันอาจส่งผลให้ต้นทุนเริ่มต้นแตกต่างกันจึงขอแนะนำว่ากระแสเงินสดหรือการวิเคราะห์ต้นทุนวงจรชีวิตจะดำเนินการเพื่อเปรียบเทียบเศรษฐศาสตร์ระยะยาวของโครงการและผลตอบแทนจากการลงทุน ตัวอย่างเช่นการลงทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้นอาจถูกชดเชยในระยะยาวโดยการเพิ่มผลผลิตหรือข้อกำหนดการบำรุงรักษาที่ลดลง ดู“ การอ้างอิง” สำหรับคำแนะนำเกี่ยวกับการวิเคราะห์ประเภทนี้ 4.
แอพพลิเคชั่น Turboexpander-Generator ทั้งหมดต้องการการคำนวณพลังงานที่มีศักยภาพทั้งหมดเริ่มต้นเพื่อกำหนดปริมาณทั้งหมดของพลังงานที่มีอยู่ซึ่งสามารถกู้คืนได้ในแอปพลิเคชันเฉพาะ สำหรับเครื่องกำเนิดเทอร์โบเพนเดอร์ศักยภาพพลังงานจะถูกคำนวณเป็นกระบวนการ isentropic (เอนโทรปีคงที่) นี่เป็นสถานการณ์ทางอุณหพลศาสตร์ในอุดมคติสำหรับการพิจารณากระบวนการอะเดียแบติกแบบย้อนกลับได้โดยไม่มีแรงเสียดทาน แต่เป็นกระบวนการที่ถูกต้องสำหรับการประเมินศักยภาพพลังงานที่แท้จริง
Isentropic Potential Energy (IPP) คำนวณโดยการคูณความแตกต่างของเอนทัลปีที่เฉพาะเจาะจงที่ทางเข้าและทางออกของ Turboexpander และทวีคูณผลลัพธ์ด้วยอัตราการไหลของมวล พลังงานที่มีศักยภาพนี้จะแสดงเป็นปริมาณ isentropic (สมการ (1)):
ipp = (Hinlet - H (i, e)) ×ṁ x ŋ (1)
โดยที่ h (i, e) เป็นเอนทัลปีที่เฉพาะเจาะจงโดยคำนึงถึงอุณหภูมิทางออก isentropic และṁคืออัตราการไหลของมวล
แม้ว่าพลังงานที่มีศักยภาพของ isentropic สามารถใช้ในการประเมินพลังงานที่มีศักยภาพ แต่ระบบจริงทั้งหมดเกี่ยวข้องกับแรงเสียดทานความร้อนและการสูญเสียพลังงานเสริมอื่น ๆ ดังนั้นเมื่อคำนวณศักยภาพพลังงานจริงควรนำข้อมูลอินพุตเพิ่มเติมดังต่อไปนี้มาพิจารณา:
ในแอปพลิเคชั่นเทอร์โบซ์แพนเดอร์ส่วนใหญ่อุณหภูมิจะ จำกัด น้อยที่สุดเพื่อป้องกันปัญหาที่ไม่พึงประสงค์เช่นการแช่แข็งท่อที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ ในกรณีที่การไหลของก๊าซธรรมชาติมีความชุ่มชื้นอยู่เกือบตลอดเวลาซึ่งหมายความว่าท่อส่งน้ำของ Turboexpander หรือวาล์วคันเร่งจะแช่แข็งภายในและภายนอกหากอุณหภูมิทางออกลดลงต่ำกว่า 0 ° C การก่อตัวของน้ำแข็งอาจส่งผลให้มีการ จำกัด การไหลและในที่สุดก็ปิดระบบเพื่อละลายน้ำแข็ง ดังนั้นอุณหภูมิทางออกที่“ ต้องการ” จึงใช้ในการคำนวณสถานการณ์พลังงานที่เป็นไปได้ที่สมจริงยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตามสำหรับก๊าซเช่นไฮโดรเจนขีด จำกัด อุณหภูมิต่ำกว่ามากเนื่องจากไฮโดรเจนไม่เปลี่ยนจากก๊าซเป็นของเหลวจนกว่าจะถึงอุณหภูมิแช่แข็ง (-253 ° C) ใช้อุณหภูมิทางออกที่ต้องการนี้เพื่อคำนวณเอนทัลปีที่เฉพาะเจาะจง
จะต้องพิจารณาประสิทธิภาพของระบบ Turboexpander ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ใช้ประสิทธิภาพของระบบอาจแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่น Turboexpander ที่ใช้อุปกรณ์ลดลงเพื่อถ่ายโอนพลังงานการหมุนจากกังหันไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะได้รับการสูญเสียแรงเสียดทานมากกว่าระบบที่ใช้ไดรฟ์โดยตรงจากกังหันไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ Turboexpander แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์และถูกนำมาพิจารณาเมื่อประเมินศักยภาพพลังงานที่แท้จริงของ Turboexpander ศักยภาพพลังงานจริง (PP) คำนวณดังนี้:
pp = (hinlet - hexit) ×ṁ x ṅ (2)
มาดูการประยุกต์ใช้การบรรเทาแรงดันก๊าซธรรมชาติ ABC ดำเนินงานและรักษาสถานีลดแรงดันที่ขนส่งก๊าซธรรมชาติจากท่อหลักและกระจายไปยังเทศบาลท้องถิ่น ที่สถานีนี้แรงดันทางเข้าก๊าซคือ 40 บาร์และความดันทางออกคือ 8 บาร์ อุณหภูมิก๊าซที่ร้อนแรงคือ 35 ° C ซึ่งอุ่นก๊าซเพื่อป้องกันการแช่แข็งไปป์ไลน์ ดังนั้นอุณหภูมิก๊าซทางออกจะต้องถูกควบคุมเพื่อไม่ให้ต่ำกว่า 0 ° C ในตัวอย่างนี้เราจะใช้ 5 ° C เป็นอุณหภูมิเต้าเสียบขั้นต่ำเพื่อเพิ่มปัจจัยด้านความปลอดภัย อัตราการไหลของก๊าซปริมาตรปกติคือ 50,000 nm3/h ในการคำนวณศักยภาพพลังงานเราจะสมมติว่าก๊าซทั้งหมดไหลผ่านตัวขยายเทอร์โบและคำนวณเอาต์พุตพลังงานสูงสุด ประเมินศักยภาพการส่งออกพลังงานทั้งหมดโดยใช้การคำนวณต่อไปนี้:
เวลาโพสต์: พฤษภาคม 25-2024