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 sai

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

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

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

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 Recove

Nguyên lý hoạt động tuabin hơi (steam turbine)

Giới thiệu Tua bin hơi (steam turbine) là loại máy biến đổi nhiệt năng sinh ra từ hơi có áp suất thành động năng sau đó chuyển hóa thành cơ năng làm trục quay. Trục này được kết nối với một máy phát điện ( Generator ) để sản xuất điện. Một phần rất lớn các yêu cầu về điện năng của thế giới được đáp ứng bởi các tuabin hơi nước này, có mặt trong các nhà máy điện hạt nhân, nhiệt điện và điện than. Riêng ở Mỹ, khoảng 88% điện năng được sản xuất bằng cách sử dụng các tuabin hơi nước. Tua bin hơi nước hiện đại đầu tiên được phát triển bởi Sir Charles A. Parsons vào năm 1884. Kể từ đó, rất nhiều cải tiến đáng kể đã được thực hiện về năng lực và hiệu quả sản xuất. Tua bin hơi nước được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy điện chu trình hỗn hợp . Trong các nhà máy này, tuabin khí tạo ra nhiệt và năng lượng từ khói thải có thể được tận dụng để sản xuất hơi nước để chạy tuabin hơi. Sự kết hợp của hai tuabin này với nhau giúp sản xuất điện có hiệu quả trong các nhà máy này. Về cơ bản, hiện nay tr

Tải giáo trình chuyên nghành cơ khí [pdf]

Danh mục sách chuyên nghành cơ khí do chúng tôi tìm kiếm sưu tầm trên internet, đường link google drive có sẵn (pdf). Nếu có điều kiện các bạn nên mua sách để ủng hộ tác giả và NXB nhé! Link tải giáo trình vẫn đang tiếp tục được cập nhật hàng ngày...... Ngày cập nhật: 13/6/2023 -------------------------------------------------------------- Sổ tay thiết kế cơ khí - Tập 1 - PGS Hà Văn Vui, TS. Nguyễn Chỉ Sáng, TH.S. Phan Đăng Phong NXB Khoa học và Kỹ thuật (2006) Số trang: 734 ==> Tải tại đây -------------------------------------------------------------- Sổ tay thiết kế cơ khí - Tập 2 - PGS Hà Văn Vui, TS. Nguyễn Chỉ Sáng NXB Khoa học và Kỹ thuật (2004) Số trang: 601 ==> Tải tại đây -------------------------------------------------------------- Sổ tay thiết kế cơ khí - Tập 3 - PGS Hà Văn Vui, TS. Nguyễn Chỉ Sáng NXB Khoa học và Kỹ thuật (2006) Số trang: 653 ==> Tải tại đây -------------------------------------------------------------- Sổ tay thiết kế cơ khí - Trọn bộ 3 tậ

CÔNG NGHỆ GIA CÔNG VẬT LIỆU BẰNG DÒNG HẠT MÀI

Gia công dòng hạt mài (Abrasive Jet Machining - AJM) 1. Nguyên lý gia công : Hình 1: Nguyên lý gia công dòng hạt mài. Gia công dòng hạt mài là phương pháp bóc vật liệu khi dòng khí khô mang hạt mài với vận tốc cao tác động lên chi tiết. Sự va đập của các phần tử hạt mài vào bề mặt chi tiết gia công tạo thành một lực tập trung đủ lớn, gây nên một vết nứt nhỏ, và dòng khí mang cả hạt mài và mẩu vật liệu nứt (mòn) đi ra xa. Phương pháp này rất thuận lợi để gia công các loại vật liệu giòn, dễ vỡ. Khí bao gồm nhiều loại như không khí, CO2, nitơ, heli,… Khí sử dụng có áp suất từ 0,2 - 1,4 MPa, dòng khí có hạt mài có vận tốc lên đến 300m/s và được điều khiển bởi một van. Quá trình thường được thực hiện bởi một công nhân điều khiển vòi phun hướng dòng hạt mài chi tiết. Xem kênh Youtube của Bảo Dưỡng Cơ Khí! Hãy đăng ký kênh để nhận thông báo video mới nhất về Công nghệ gia công kim loại 2. Thiết bị và dụng cụ : a. Máy: Hình 2: Sơ đồ củ

Các dạng và nguyên nhân hư hỏng thường gặp trong bộ truyền bánh răng trụ

Dạng hư hỏng Nguyên nhân Tróc bề mặt làm việc của răng - Vật liệu làm bánh răng bị mỏi vì làm việc lâu với tải trọng lớn. - Bề mặt làm việc của bánh răng bị quá tải cục bộ - Không đủ dầu bôi trơn hay bôi trơn không đủ nhớt Xước bề mặt làm việc của răng - Răng làm việc trong điều kiện ma sát khô. Răng mòn quá nhanh - Có bùn, bụi, hạt mài hoặc mạt sắt lọt vào giữa hai mặt răng ăn khớp Gãy răng - Răng bị quá tải hoặc bị vấp vào vật lạ Bộ truyền làm việc quá ồn kèm theo va đập - Khoảng cách trục xa quá dung sai qui định - Khe hở cạnh răng quá lớn Bộ truyền bị kẹt và quá nóng - Khoảng cách trục gần quá dung sai qui định - Khe hở cạnh răng quá nhỏ SCCK.TK

Tìm kiếm Blog này