Yn y broses gwahanu aer cryogenig, mae'r turboexpander yn chwarae rhan allweddol fel yr offer craidd. Mae'n oeri ac yn darparu oeri trwy ehangu-nwy gwasgedd uchel i bwysedd isel. Fodd bynnag, mewn gweithrediad gwirioneddol, mae problem cynhyrchu defnynnau y tu mewn i'r turboexpander yn aml yn cael ei hanwybyddu, a gall y ffenomen hon effeithio'n ddifrifol ar berfformiad offer a sefydlogrwydd cyffredinol y system. Bydd yr erthygl hon yn ymhelaethu ar achosion cynhyrchu defnynnau a'i effaith ar y system, ac yn cynnig mesurau ataliol effeithiol.
Egwyddor weithredol a phwysigrwydd turboexpander
Mae'r turboexpander yn beiriant cylchdroi sy'n gweithio yn seiliedig ar y gyfraith nwy ddelfrydol. Mae'n defnyddio nwy gwasgedd uchel i gyflymu'r ehangiad trwy ffroenell, gan achosi i'r tymheredd nwy ostwng yn sydyn, gan gynhyrchu hylif tymheredd isel, a darparu'r gallu oeri angenrheidiol ar gyfer y broses gwahanu aer cryogenig. Yn nodweddiadol, mae turboexpanders yn gweithredu ar effeithlonrwydd 70% i 85%, gan eu gwneud yn offer allweddol ar gyfer gwella'r defnydd o ynni.
Dadansoddiad o achosion cynhyrchu defnynnau
1. Cyflwr gor-dirlawn: Pan fydd y nwy yn mynd trwy'r ehangwr tyrbin, mae'r tymheredd yn gostwng yn sydyn oherwydd gostyngiad cyflym mewn pwysedd, gan achosi i rai cydrannau megis anwedd dŵr, carbon deuocsid, ac ati gyrraedd islaw eu pwynt gwlith, gan ffurfio cyflwr supersaturated, ac yna cyddwyso i mewn i ddefnynnau hylif.
Mae data ymchwil yn dangos, o dan amodau diwydiannol nodweddiadol, os yw'r nwy yn mynd i mewn i'r turboexpander ar bwysedd o 20 bar a thymheredd o -150 gradd. Ar ôl ehangu, mae'r pwysedd yn disgyn i 1 bar ac mae'r tymheredd yn gostwng ymhellach i -190 gradd. Ar yr adeg hon, gall lleithder cymharol anwedd dŵr godi o 40% i fwy na 100%, gan arwain yn uniongyrchol at ffurfio defnynnau.
2. Cyn-oeri anghyflawn: Os na chaiff amhureddau eu tynnu'n llawn yn y cam cyn-drin neu os na chyflawnir yr effaith oeri delfrydol, bydd lleithder gweddilliol neu niwl olew yn cyddwyso yn ystod y broses ehangu, gan gynyddu'r risg o ffurfio defnynnau.
Mae achosion gwirioneddol yn dangos, oherwydd methiant precooler mewn ffatri, bod yr aer sy'n mynd i mewn i'r ehangwr tyrbin yn cynnwys symiau hybrin o saim. O ganlyniad, cronnodd dyddodion hylif sylweddol ar y llafnau tyrbinau mewn cyfnod byr o amser, gan effeithio'n ddifrifol ar weithrediad arferol yr offer.
Effaith defnynnau ar y system
1. Llai o effeithlonrwydd: Bydd presenoldeb defnynnau yn effeithio ar ddosbarthiad maes llif mewnol y turboexpander, cynyddu ymwrthedd ffrithiant, a lleihau effeithlonrwydd gwaith. Amcangyfrifir y gallai effeithlonrwydd turboexpander ostwng tua 0.5% i 1% am bob cynnydd o 1% mewn cynnwys defnynnau.
2. Difrod offer: Bydd y gwrthdrawiad rhwng llafnau tyrbinau cylchdroi cyflymder uchel a defnynnau hylif yn cynhyrchu grym effaith cryf, a all achosi traul llafn, craciau neu hyd yn oed dorri o dan -effeithiau tymor hir. Yn ogystal, mae cyrydiad hefyd yn broblem na ellir ei hanwybyddu, yn enwedig ar gyfer defnynnau sy'n cynnwys sylweddau asidig.
3. Peryglon diogelwch: Gall cronni nifer fawr o ddefnynnau achosi dirgryniad dwysach, gan achosi i rannau mecanyddol lacio neu gael eu difrodi. Mewn achosion difrifol, gall hyd yn oed achosi damwain ffrwydrad. Mae ystadegau'n dangos bod cau i lawr heb ei gynllunio a achosir gan broblemau defnynnau hylif y tu mewn i'r turboexpander yn cyfrif am 10% i 15% o gyfanswm y cau i lawr.
Mesurau ataliol effeithiol
1. Optimeiddio'r broses pretreatment: Cryfhau'r driniaeth buro o nwy crai i sicrhau bod y nwy sy'n mynd i mewn i'r ehangwr tyrbin yn sych ac yn rhydd o amhureddau. Er enghraifft, gall defnyddio arsugnyddion rhidyll moleciwlaidd effeithlonrwydd uchel gael gwared ar leithder a chydrannau cyddwysadwy eraill yn effeithiol.
2. Monitro a chynnal a chadw amser real: Gosodwch system fonitro ar-lein i ganfod newidiadau yn statws mewnol y tyrbo-ehangder yn brydlon, gan gynnwys tymheredd, gwasgedd a diferion posibl. Gwnewch waith cynnal a chadw rheolaidd ac ailosod rhannau sydd wedi'u difrodi yn brydlon.
3. Gwella'r dyluniad: Ystyriwch ddefnyddio deunyddiau gwrth-cyrydiad i gynhyrchu cydrannau allweddol o'r turboexpander, tra'n gwneud y gorau o ddyluniad y strwythur mewnol i leihau'r posibilrwydd o gronni defnynnau.
Mae'r turboexpander yn chwarae rhan anadferadwy yn y broses gwahanu aer cryogenig, ond mae ei broblem cynhyrchu defnynnau mewnol yn berygl cudd sy'n hawdd ei anwybyddu ond yn hynod fygythiol. Trwy -ddealltwriaeth fanwl o'r mecanwaith cynhyrchu defnynnau, deall ei effaith negyddol ar y system, a chymryd mesurau ataliol effeithiol, gellir gwella diogelwch a dibynadwyedd gweithrediad offer yn sylweddol a gellir sicrhau bod y broses gwahanu aer cryogenig yn mynd rhagddo'n esmwyth.
