Рус
Eng
Оборудование:
30 ноября 2017 г. 15:46
Председатель Правительства России Дмитрий Медведев дал команду на пуск Якутской ГРЭС-2

28 ноября 2017 года в городе Якутске состоялась торжественная церемония пуска Якутской ГРЭС-2. Команду на ввод в работу станции в режиме телемоста из Москвы дал Председатель Правительства России Дмитрий Медведев. Подробнее...

16 ноября 2017 г. 14:27
Передовые технологии в проектах ООО «Глобалтехэкспорт»

Компания ООО «Глобалтехэкспорт» приняла участие в реализации проектов в Калининградской области по строительству двух электростанций - Маяковской ТЭС и Талаховской ТЭС. Подробнее...

Турбодетандеры

ООО «Глобалтехэкспорт» осуществляет поставки турбодетандеров для переработки углеводородов, воздухоразделения, захолаживания и возобновляемой энергетики. Наша компания также предоставляет услуги по сервисному обслуживанию, ремонту, модернизации, реинжинирингу и производству запчастей для турбодетандеров различных  производителей.

 

Турбодетандеры

 


Детандер-компрессор

Детандер-компрессоры применяются в технологических циклах для понижения температуры (энтальпии) газа в таких отраслях, как нефтехимия, газопереработка, разделение воздуха, а также в других криогенных процессах. 

В результате расширения газа на рабочем колесе турбодетандера возникает резкое понижение температуры, что используется в технологии при захолаживании для достижения криогенных температур. Вырабатываемая в ходе расширения газа на рабочем колесе детандера энергия передается через общий вал на рабочее колесо компрессора и утилизируется в технологии.

Детандер-компрессорный агрегат состоит: из модуля (машины), системы питания подшипников, системы контроля и автоматики, рамы.

Детандер-компрессор 
Детали детандер-компрессора 
В конструкции модуля детандер-компрессора выделяют три основных узла:

  • Ступень детандера;
  • Ступень компрессора;
  • Узел подшипников с системой уплотнений.

Ступень турбодетандера

Ступень турбодетандера относится к машинам кинетического типа действия и предназначена для понижения энтальпии, следовательно, температуры рабочего газа. Состоит из входного устройства, направляющего аппарата, рабочего колеса и выходного диффузора.

Принцип работы. Входное устройство равномерно подводит газ к каналам направляющего аппарата.
В направляющем аппарате потенциальная энергия давления частично преобразуется в кинетическую энергию ускоренного потока. Газ со скоростью близкой к скорости звука под малым углом покидает направляющий аппарат и поступает в рабочее колесо.

В рабочем колесе кинетическая энергия потока и оставшаяся часть потенциальной энергии преобразуются в работу, которая отводится по валу в ступень турбокомпрессора. Совершивший работу газ охлаждается и с низким давлением и малой скоростью попадает в выходной диффузор.

В выходном диффузоре скорость уменьшается до значений принятых для труб. Из выходного диффузора холодный газ поступает к потребителю.

Процесс течения газа в ступени ТД близок к изоэнтропийному. Поэтому, он значительно эффективнее изоэнтальпийного процесса дросселирования.

Устройство элементов ступени детандера: входное устройство – кольцевая камера.

Ступень турбокомпрессора

Ступень турбокомпрессора относится к машинам кинетического типа действия и предназначена для повышения рабочего давления газа за счёт работы детандерной ступени. Состоит из входного конфузора, рабочего колеса, диффузора и выходной камеры.

Принцип работы. Входной конфузор равномерно подводит газ к каналам рабочего колеса, немного ускоряя поток. В рабочем колесе работа, подведённая от детандера, преобразуются в кинетическую энергию потока и частично в потенциальную энергию давления. На выходе из рабочего колеса скорость потока близка к скорости звука. Далее поток поступает в диффузор. В диффузоре происходит преобразование кинетической энергии в потенциальную давления. Выходная камера собирает сжатый горячий газ за диффузором и направляет его с малой скоростью к потребителю.

Устройство элементов ступени компрессора: входной конфузор – профилированное сопло; рабочее колесо: осерадиальное, без покрывного диска.

Ступень турбокомпрессора 
Детандер-генератор

Вырабатываемая в ходе расширения газа на рабочем колесе детандера энергия конвертируется через установленный на другом конце вала генератора в электрическую.

Детандеры, компенсированные гидродинамическим тормозом - эта конфигурация предоставляет эффективный источник холода, а энергия, вырабатываемая в ходе расширения газа на рабочем колесе турбодетандера, компенсируется через вращение тормозного колеса с другой стороны вала в жидкости или газе.

Детандер-генераторы применяются для получения электроэнергии в основном на газораспределительных станциях и пунктах, а также в технологических установках.

Газовые сети строятся следующим образом. От места добычи к месту потребления прокладывается магистральный трубопровод. В его состав, обычно, входят компрессорные газоперекачивающие станции. Давление газа в магистральной сети более 60 бар. Перед потребителем газ попадает на газораспределительную станцию. На ней дросселируется до 6 бар и распределяется по местным магистральным трубопроводам. Каждый из которых заканчивается газораспределительным пунктом. На нём газ дросселируется до 1,5 бар и по трубам поступает к потребителям.

Двойное дросселирование – прямая потеря энергии. Задача детандер-генератора полезно использовать "бросовое" давление газа. ООО «Глобалтехэкспорт» предлагает машины, которые переводят энергию расширения в электрическую. Мощность таких машин от 15 кВт до 10 МВт.

Детандер-генератор представляют собой детандерную ступень, соединённую через редуктор с электрогенератором. В зависимости от срабатываемого перепада на одной машине может быть установлено до трёх последовательно соединённых детандерных ступеней с одним редуктором на одной раме.

В зависимости от требований Заказчика генератор может быть асинхронным или синхронным.

Детандер-генераторы мощностью до 500 кВт могут быть выполнены по схеме: детандер – высокочастотный генератор на магнитных подшипниках без механического редуктора.

Детандер-генератор 
Детандер-генератор 2,5 МВт

Системы питания подшипников – или маслоагрегат, или электронная система питания магнитных подшипников. Охлаждение маслосистемы может быть водяным или воздушным по желанию Заказчика. Маслоохладители водяные имеют различное исполнение, в зависимости от качества охлаждающей воды.

Турбодетандеры с масляными подшипниками

Основная проблема применения масляных подшипников в турбодетандерах сводится к взрывопожароопасности: как не допустить образования опасной смеси воздуха с углеводородами в маслобаке? В маслобаке нет воздуха, только углеводороды. Но, появились две проблемы: как организовать безопасный и экологически чистый сброс газа из маслобака и как обеспечить необходимую вязкость масла при его насыщении углеводородами?

Сброс газа из бака организован на вход в компрессорную ступень через специальный маслоотделитель. Претензий Заказчиков к чистоте сбрасываемого газа нет.

Проблема с вязкостью решается заправкой масла повышенной вязкости. Через неделю работы вязкость стабилизируется на необходимом уровне. Никаких нарушений в работе турбомашин в первую неделю не наблюдалось.

В масляных подшипниках турбодетандеров-компрессоров любой мощности теряется 15…25 кВт. Мощность потребляемая маслонасосами составляет 1,5…2,5 кВт.

Турбодетандеры с магнитными подшипниками

Значительный технологический прорыв произошел в 1989 году, когда компания Mafi-Trench впервые встроила магнитные подшипники S2M в турбодетандер для углеводородов. Теперь турбодетандеры с магнитными подшипниками считаются обычной практикой для определенных условий применения.


Турбодетандеры с магнитными подшипниками 


Магнитные подшипники:  разрез модуля

 


Магнитные подшипники: разрез модуля
Магнитный радиальный подшипник

Применение магнитных подшипников в турбодетандерах для углеводородов имеет некоторые особенности. Наиболее подходящеий подшипник выбирается в процессе обсуждений между Поставщиком агрегата, Поставщиком магнитных подшипников и Заказчиком.

Преимущества магнитных подшипников:

  • полностью исключается риск попадания масла в аппараты установки;
  • меньшие массогабаритные характеристики;
  • нет проблемы с охлаждением масла, если вода очень плохого качества, воздух более 35 °С и нет автономной системы охлаждения.

Выбор на усмотрение Заказчика - либо обслуживание механической системы маслоснабжения либо электронной системы магнитного подвеса.


Сравнение рам детандера на масляных и магнитных опорах 

 

Системы защиты турбодетандеров

Система защиты турбодетандеров практически не отличается от стандартных для турбомашин. Осуществляются защиты по числу оборотов, по вибрациям, по температурам и т.д. Есть две особенности, на которые следует обратить внимание.

Первая – защита от помпажа. Построена на известных принципах, но имеет особенности. Во-первых, применение диагонального колеса с безлопаточным диффузором создаёт очень широкий диапазон безпомпажной работы. Во-вторых, замер расхода через компрессорную ступень осуществляется в самой ступени. Следовательно, позволяет подходить к помпажной точке очень близко и быстро реагировать на начало помпажа.


Системы защиты турбодетандеров

КИП и А

Агрегаты оснащены системой контроля и управления на базе программируемых контроллеров. Система собирает и обрабатывает информацию, формирует и выдаёт управляющие сигналы. Типы поставляемых систем управления для турбодетандеров варьируются от весьма сложных до их полного отсутствия. Уровень сложности системы контроля и управления  выбирает Заказчик. Если Заказчик выбирает единую систему управления по всему заводу, то из объема поставки компанией ООО «Глобалтехэкспорт» исключается  контроллер. В этих случаях компания ООО «Глобалтехэкспорт» предоставляет детальные логические схемы блокировки детандера и управления для программирования системы управления.

Базовые системы включают в себя смонтированные на агрегате приборы и стойки с индикацией и передатчиками информации. При необходимости контроллер можно смонтировать в удаленном помещении. Дополнительные устройства слежения за вибрацией и температурой могут быть поставлены в качестве опций.

 

КИП и А

Сервис

  • Сервисное гарантийное и послегарантийное обслуживание;
  • Ремонт;
  • Замена проточной части, в том числе и на более эффективную;
  • Перевод турбодетандерного агрегата с масляных подшипников на магнитный подвес ротора;
  • Поставка запасных частей.