ஹாங்சோ நுசுவோ தொழில்நுட்பக் குழு நிறுவனம், லிமிடெட்.

ஆசிரியர்: லூகாஸ் பிஜிக்லி, தயாரிப்பு போர்ட்ஃபோலியோ மேலாளர், ஒருங்கிணைந்த கியர் டிரைவ்கள், ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு CO2 சுருக்கம் மற்றும் வெப்ப பம்புகள், சீமென்ஸ் எனர்ஜி.
பல ஆண்டுகளாக, ஒருங்கிணைந்த கியர் கம்ப்ரசர் (IGC) காற்றுப் பிரிப்பு ஆலைகளுக்குத் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட தொழில்நுட்பமாக இருந்து வருகிறது. இது முக்கியமாக அவற்றின் உயர் செயல்திறன் காரணமாகும், இது ஆக்ஸிஜன், நைட்ரஜன் மற்றும் மந்த வாயுவிற்கான செலவுகளைக் குறைக்க நேரடியாக வழிவகுக்கிறது. இருப்பினும், டிகார்பனைசேஷன் மீதான வளர்ந்து வரும் கவனம் IPC களில் புதிய கோரிக்கைகளை வைக்கிறது, குறிப்பாக செயல்திறன் மற்றும் ஒழுங்குமுறை நெகிழ்வுத்தன்மை அடிப்படையில். மூலதனச் செலவு ஆலை ஆபரேட்டர்களுக்கு, குறிப்பாக சிறு மற்றும் நடுத்தர நிறுவனங்களில், ஒரு முக்கிய காரணியாகத் தொடர்கிறது.
கடந்த சில ஆண்டுகளில், சீமென்ஸ் எனர்ஜி, காற்றுப் பிரிப்பு சந்தையின் மாறிவரும் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய IGC திறன்களை விரிவுபடுத்துவதை நோக்கமாகக் கொண்ட பல ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு (R&D) திட்டங்களைத் தொடங்கியுள்ளது. இந்தக் கட்டுரை, நாங்கள் செய்த சில குறிப்பிட்ட வடிவமைப்பு மேம்பாடுகளை எடுத்துக்காட்டுகிறது மற்றும் இந்த மாற்றங்கள் எங்கள் வாடிக்கையாளர்களின் செலவு மற்றும் கார்பன் குறைப்பு இலக்குகளை எவ்வாறு பூர்த்தி செய்ய உதவும் என்பதைப் பற்றி விவாதிக்கிறது.
இன்றைய பெரும்பாலான காற்றுப் பிரிப்பு அலகுகள் இரண்டு அமுக்கிகளைக் கொண்டுள்ளன: ஒரு பிரதான காற்று அமுக்கி (MAC) மற்றும் ஒரு பூஸ்ட் காற்று அமுக்கி (BAC). பிரதான காற்று அமுக்கி பொதுவாக முழு காற்று ஓட்டத்தையும் வளிமண்டல அழுத்தத்திலிருந்து தோராயமாக 6 பட்டை வரை சுருக்குகிறது. இந்த ஓட்டத்தின் ஒரு பகுதி பின்னர் BAC இல் 60 பட்டை வரை அழுத்தத்திற்கு மேலும் சுருக்கப்படுகிறது.
ஆற்றல் மூலத்தைப் பொறுத்து, அமுக்கி பொதுவாக நீராவி விசையாழி அல்லது மின்சார மோட்டாரால் இயக்கப்படுகிறது. நீராவி விசையாழியைப் பயன்படுத்தும் போது, ​​இரண்டு அமுக்கிகளும் இரட்டை தண்டு முனைகள் வழியாக ஒரே விசையாழியால் இயக்கப்படுகின்றன. கிளாசிக்கல் திட்டத்தில், நீராவி விசையாழிக்கும் HACக்கும் இடையில் ஒரு இடைநிலை கியர் நிறுவப்பட்டுள்ளது (படம் 1).
மின்சாரம் மூலம் இயக்கப்படும் மற்றும் நீராவி விசையாழி மூலம் இயக்கப்படும் அமைப்புகள் இரண்டிலும், அமுக்கி செயல்திறன் என்பது டிகார்பனைசேஷனுக்கு ஒரு சக்திவாய்ந்த நெம்புகோலாகும், ஏனெனில் இது யூனிட்டின் ஆற்றல் நுகர்வை நேரடியாக பாதிக்கிறது. நீராவி விசையாழிகளால் இயக்கப்படும் MGP களுக்கு இது மிகவும் முக்கியமானது, ஏனெனில் நீராவி உற்பத்திக்கான பெரும்பாலான வெப்பம் புதைபடிவ எரிபொருளால் இயக்கப்படும் கொதிகலன்களில் பெறப்படுகிறது.
மின்சார மோட்டார்கள் நீராவி விசையாழி இயக்கிகளுக்கு பசுமையான மாற்றீட்டை வழங்கினாலும், கட்டுப்பாட்டு நெகிழ்வுத்தன்மைக்கு பெரும்பாலும் அதிக தேவை உள்ளது. இன்று கட்டப்பட்டு வரும் பல நவீன காற்று பிரிப்பு நிலையங்கள் கட்டத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன மற்றும் அதிக அளவில் புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி பயன்பாட்டைக் கொண்டுள்ளன. உதாரணமாக, ஆஸ்திரேலியாவில், அம்மோனியா தொகுப்புக்காக நைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்ய காற்று பிரிப்பு அலகுகளை (ASUs) பயன்படுத்தும் பல பசுமை அம்மோனியா நிலையங்களை உருவாக்க திட்டங்கள் உள்ளன, மேலும் அருகிலுள்ள காற்றாலை மற்றும் சூரிய மின் உற்பத்தி நிலையங்களிலிருந்து மின்சாரம் பெறும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. இந்த நிலையங்களில், மின் உற்பத்தியில் ஏற்படும் இயற்கை ஏற்ற இறக்கங்களை ஈடுசெய்ய ஒழுங்குமுறை நெகிழ்வுத்தன்மை மிக முக்கியமானது.
சீமென்ஸ் எனர்ஜி 1948 ஆம் ஆண்டு முதல் IGC (முன்னர் VK என அழைக்கப்பட்டது) ஐ உருவாக்கியது. இன்று இந்த நிறுவனம் உலகளவில் 2,300 க்கும் மேற்பட்ட யூனிட்களை உற்பத்தி செய்கிறது, அவற்றில் பல 400,000 m3/h க்கும் அதிகமான ஓட்ட விகிதங்களைக் கொண்ட பயன்பாடுகளுக்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. எங்கள் நவீன MGPகள் ஒரு கட்டிடத்தில் மணிக்கு 1.2 மில்லியன் கன மீட்டர் வரை ஓட்ட விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளன. ஒற்றை-நிலை பதிப்புகளில் 2.5 அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட அழுத்த விகிதங்கள் மற்றும் தொடர் பதிப்புகளில் 6 வரை அழுத்த விகிதங்கள் கொண்ட கன்சோல் கம்ப்ரசர்களின் கியர் இல்லாத பதிப்புகள் இதில் அடங்கும்.
சமீபத்திய ஆண்டுகளில், IGC செயல்திறன், ஒழுங்குமுறை நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் மூலதனச் செலவுகளுக்கான அதிகரித்து வரும் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய, நாங்கள் சில குறிப்பிடத்தக்க வடிவமைப்பு மேம்பாடுகளைச் செய்துள்ளோம், அவை கீழே சுருக்கப்பட்டுள்ளன.
முதல் MAC கட்டத்தில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் பல தூண்டிகளின் மாறி செயல்திறன், பிளேடு வடிவவியலை மாற்றுவதன் மூலம் அதிகரிக்கப்படுகிறது. இந்தப் புதிய தூண்டியுடன், வழக்கமான LS டிஃப்பியூசர்களுடன் இணைந்து 89% வரை மாறி செயல்திறன்களையும், புதிய தலைமுறை கலப்பின டிஃப்பியூசர்களுடன் இணைந்து 90% க்கும் அதிகமான செயல்திறனையும் அடைய முடியும்.
கூடுதலாக, தூண்டியின் மேக் எண் 1.3 ஐ விட அதிகமாக உள்ளது, இது முதல் கட்டத்திற்கு அதிக சக்தி அடர்த்தி மற்றும் சுருக்க விகிதத்தை வழங்குகிறது. இது மூன்று-நிலை MAC அமைப்புகளில் கியர்கள் கடத்த வேண்டிய சக்தியையும் குறைக்கிறது, இது முதல் கட்டங்களில் சிறிய விட்டம் கொண்ட கியர்கள் மற்றும் நேரடி இயக்கி கியர்பாக்ஸைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது.
பாரம்பரிய முழு நீள LS வேன் டிஃப்பியூசருடன் ஒப்பிடும்போது, ​​அடுத்த தலைமுறை ஹைப்ரிட் டிஃப்பியூசர் 2.5% அதிகரித்த நிலை செயல்திறனையும் 3% கட்டுப்பாட்டு காரணியையும் கொண்டுள்ளது. இந்த அதிகரிப்பு பிளேடுகளை கலப்பதன் மூலம் அடையப்படுகிறது (அதாவது பிளேடுகள் முழு உயரம் மற்றும் பகுதி உயர பிரிவுகளாக பிரிக்கப்படுகின்றன). இந்த உள்ளமைவில்
வழக்கமான LS டிஃப்பியூசரின் பிளேடுகளை விட இம்பெல்லருக்கு அருகில் அமைந்துள்ள பிளேடு உயரத்தின் ஒரு பகுதியால் இம்பெல்லருக்கும் டிஃப்பியூசருக்கும் இடையிலான ஓட்ட வெளியீடு குறைக்கப்படுகிறது. வழக்கமான LS டிஃப்பியூசரைப் போலவே, முழு நீள பிளேடுகளின் முன்னணி விளிம்புகள் இம்பெல்லரிலிருந்து சமமான தொலைவில் உள்ளன, இதனால் பிளேடுகளை சேதப்படுத்தக்கூடிய இம்பெல்லர்-டிஃப்பியூசர் தொடர்புகளைத் தவிர்க்கலாம்.
தூண்டுதலுக்கு அருகில் பிளேடுகளின் உயரத்தை ஓரளவு அதிகரிப்பது துடிப்பு மண்டலத்திற்கு அருகில் ஓட்ட திசையையும் மேம்படுத்துகிறது. முழு நீள வேன் பிரிவின் முன்னணி விளிம்பு வழக்கமான LS டிஃப்பியூசரின் அதே விட்டத்தில் இருப்பதால், த்ரோட்டில் லைன் பாதிக்கப்படாது, இது பரந்த அளவிலான பயன்பாடு மற்றும் டியூனிங்கை அனுமதிக்கிறது.
நீர் உட்செலுத்துதல் என்பது உறிஞ்சும் குழாயில் உள்ள காற்று நீரோட்டத்தில் நீர் துளிகளை செலுத்துவதை உள்ளடக்குகிறது. நீர்த்துளிகள் ஆவியாகி செயல்முறை வாயு நீரோட்டத்திலிருந்து வெப்பத்தை உறிஞ்சி, அதன் மூலம் நுழைவாயில் வெப்பநிலையை சுருக்க நிலைக்குக் குறைக்கிறது. இதன் விளைவாக ஐசென்ட்ரோபிக் மின் தேவைகள் குறைகிறது மற்றும் செயல்திறன் 1% க்கும் அதிகமாக அதிகரிக்கிறது.
கியர் ஷாஃப்டை கடினப்படுத்துவது ஒரு யூனிட் பகுதிக்கு அனுமதிக்கப்பட்ட அழுத்தத்தை அதிகரிக்க உங்களை அனுமதிக்கிறது, இது பல் அகலத்தைக் குறைக்க உங்களை அனுமதிக்கிறது. இது கியர்பாக்ஸில் இயந்திர இழப்புகளை 25% வரை குறைக்கிறது, இதன் விளைவாக ஒட்டுமொத்த செயல்திறன் 0.5% வரை அதிகரிக்கிறது. கூடுதலாக, பெரிய கியர்பாக்ஸில் குறைந்த உலோகம் பயன்படுத்தப்படுவதால், பிரதான கம்ப்ரசர் செலவுகளை 1% வரை குறைக்கலாம்.
இந்த தூண்டியானது 0.25 வரை ஓட்ட குணகம் (φ) உடன் செயல்பட முடியும் மற்றும் 65 டிகிரி தூண்டிகளை விட 6% அதிக தலையை வழங்குகிறது. கூடுதலாக, ஓட்ட குணகம் 0.25 ஐ அடைகிறது, மேலும் IGC இயந்திரத்தின் இரட்டை-ஓட்ட வடிவமைப்பில், அளவீட்டு ஓட்டம் 1.2 மில்லியன் m3/h அல்லது 2.4 மில்லியன் m3/h ஐ அடைகிறது.
அதிக ஃபை மதிப்பு, அதே அளவு ஓட்டத்தில் சிறிய விட்டம் கொண்ட தூண்டியைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது, இதன் மூலம் பிரதான அமுக்கியின் விலையை 4% வரை குறைக்கிறது. முதல் நிலை தூண்டியின் விட்டத்தை இன்னும் குறைக்கலாம்.
உயர்ந்த தலையானது 75° தூண்டி விலகல் கோணத்தால் அடையப்படுகிறது, இது வெளியீட்டில் சுற்றளவு திசைவேகக் கூறுகளை அதிகரிக்கிறது, இதனால் யூலரின் சமன்பாட்டின் படி அதிக தலையை வழங்குகிறது.
அதிவேக மற்றும் உயர் செயல்திறன் கொண்ட தூண்டிகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​மின்னழுத்தத்தில் ஏற்படும் அதிக இழப்புகள் காரணமாக தூண்டியின் செயல்திறன் சற்று குறைகிறது. நடுத்தர அளவிலான நத்தையைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இதை ஈடுசெய்ய முடியும். இருப்பினும், இந்த மின்னழுத்தங்கள் இல்லாமல் கூட, 1.0 என்ற மேக் எண் மற்றும் 0.24 ஓட்ட குணகத்தில் 87% வரை மாறுபடும் செயல்திறனை அடைய முடியும்.
பெரிய கியரின் விட்டம் குறைக்கப்படும்போது சிறிய வால்யூட் மற்ற வால்யூட்களுடன் மோதல்களைத் தவிர்க்க உங்களை அனுமதிக்கிறது. அதிகபட்ச அனுமதிக்கப்பட்ட கியர் வேகத்தை மீறாமல், 6-துருவ மோட்டாரிலிருந்து அதிக வேக 4-துருவ மோட்டாருக்கு (1000 rpm முதல் 1500 rpm வரை) மாறுவதன் மூலம் ஆபரேட்டர்கள் செலவுகளைச் சேமிக்கலாம். கூடுதலாக, இது ஹெலிகல் மற்றும் பெரிய கியர்களுக்கான பொருள் செலவுகளைக் குறைக்கலாம்.
ஒட்டுமொத்தமாக, பிரதான அமுக்கி மூலதனச் செலவுகளில் 2% வரை சேமிக்க முடியும், மேலும் இயந்திரம் மூலதனச் செலவுகளில் 2% வரை சேமிக்க முடியும். சிறிய தொகுதிகள் ஓரளவு குறைவான செயல்திறன் கொண்டவை என்பதால், அவற்றைப் பயன்படுத்துவதற்கான முடிவு பெரும்பாலும் வாடிக்கையாளரின் முன்னுரிமைகளைப் பொறுத்தது (செலவு vs. செயல்திறன்) மற்றும் திட்டத்திற்கு ஏற்ப மதிப்பீடு செய்யப்பட வேண்டும்.
கட்டுப்பாட்டு திறன்களை அதிகரிக்க, IGV-ஐ பல நிலைகளுக்கு முன்னால் நிறுவ முடியும். இது முந்தைய IGC திட்டங்களுக்கு முற்றிலும் மாறுபட்டது, இதில் முதல் கட்டம் வரை IGV-கள் மட்டுமே அடங்கும்.
IGC இன் முந்தைய மறு செய்கைகளில், சுழல் குணகம் (அதாவது, இரண்டாவது IGV இன் கோணத்தை முதல் IGV1 இன் கோணத்தால் வகுத்தல்) ஓட்டம் முன்னோக்கி (கோணம் > 0°, குறைப்பு தலை) அல்லது தலைகீழ் சுழல் (கோணம் < 0) என்பதைப் பொருட்படுத்தாமல் மாறாமல் இருந்தது. °, அழுத்தம் அதிகரிக்கிறது. நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை சுழல்களுக்கு இடையில் கோணத்தின் அடையாளம் மாறுவதால் இது பாதகமானது.
புதிய உள்ளமைவு, இயந்திரம் முன்னோக்கி மற்றும் தலைகீழ் சுழல் பயன்முறையில் இருக்கும்போது இரண்டு வெவ்வேறு சுழல் விகிதங்களைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது, இதன் மூலம் நிலையான செயல்திறனைப் பராமரிக்கும் அதே வேளையில் கட்டுப்பாட்டு வரம்பை 4% அதிகரிக்கிறது.
BAC-களில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் இம்பெல்லருக்கு LS டிஃப்பியூசரை இணைப்பதன் மூலம், பல-நிலை செயல்திறனை 89% ஆக அதிகரிக்க முடியும். இது, பிற செயல்திறன் மேம்பாடுகளுடன் இணைந்து, ஒட்டுமொத்த ரயில் செயல்திறனைப் பராமரிக்கும் அதே வேளையில் BAC நிலைகளின் எண்ணிக்கையைக் குறைக்கிறது. நிலைகளின் எண்ணிக்கையைக் குறைப்பது ஒரு இன்டர்கூலர், தொடர்புடைய செயல்முறை எரிவாயு குழாய் மற்றும் ரோட்டார் மற்றும் ஸ்டேட்டர் கூறுகளின் தேவையை நீக்குகிறது, இதன் விளைவாக 10% செலவு சேமிப்பு ஏற்படுகிறது. கூடுதலாக, பல சந்தர்ப்பங்களில் பிரதான காற்று அமுக்கி மற்றும் பூஸ்டர் அமுக்கி ஆகியவற்றை ஒரே இயந்திரத்தில் இணைக்க முடியும்.
முன்னர் குறிப்பிட்டபடி, நீராவி விசையாழிக்கும் VACக்கும் இடையில் ஒரு இடைநிலை கியர் பொதுவாக தேவைப்படுகிறது. சீமென்ஸ் எனர்ஜியின் புதிய IGC வடிவமைப்பின் மூலம், இந்த ஐட்லர் கியரை பினியன் தண்டுக்கும் பெரிய கியருக்கும் (4 கியர்கள்) இடையில் ஒரு ஐட்லர் ஷாஃப்டைச் சேர்ப்பதன் மூலம் கியர்பாக்ஸில் ஒருங்கிணைக்க முடியும். இது மொத்த லைன் செலவை (பிரதான அமுக்கி மற்றும் துணை உபகரணங்கள்) 4% வரை குறைக்கலாம்.
கூடுதலாக, பெரிய பிரதான காற்று அமுக்கிகளில் 6-துருவத்திலிருந்து 4-துருவ மோட்டார்களுக்கு மாறுவதற்கு (வால்யூட் மோதல் ஏற்பட வாய்ப்பு இருந்தால் அல்லது அதிகபட்ச அனுமதிக்கப்பட்ட பினியன் வேகம் குறைக்கப்பட்டால்) 4-பினியன் கியர்கள் காம்பாக்ட் ஸ்க்ரோல் மோட்டர்களுக்கு மிகவும் திறமையான மாற்றாகும்.
தொழில்துறை கார்பனேற்றத்திற்கு முக்கியமான பல சந்தைகளில் அவற்றின் பயன்பாடு மிகவும் பொதுவானதாகி வருகிறது, இதில் வெப்ப விசையியக்கக் குழாய்கள் மற்றும் நீராவி சுருக்கம், அத்துடன் கார்பன் பிடிப்பு, பயன்பாடு மற்றும் சேமிப்பு (CCUS) மேம்பாடுகளில் CO2 சுருக்கம் ஆகியவை அடங்கும்.
சீமென்ஸ் எனர்ஜி நிறுவனம் IGC-களை வடிவமைத்து இயக்குவதில் நீண்ட வரலாற்றைக் கொண்டுள்ளது. மேற்கூறிய (மற்றும் பிற) ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு முயற்சிகளால் நிரூபிக்கப்பட்டபடி, தனித்துவமான பயன்பாட்டுத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்கும், குறைந்த செலவுகள், அதிகரித்த செயல்திறன் மற்றும் அதிகரித்த நிலைத்தன்மைக்கான வளர்ந்து வரும் சந்தை தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்கும் இந்த இயந்திரங்களைத் தொடர்ந்து புதுமைப்படுத்த நாங்கள் உறுதிபூண்டுள்ளோம். KT2