Krüogeenses õhueraldusprotsessis mängib turboekspander põhiseadmena võtmerolli. See jahutab ja jahutab, laiendades kõrgrõhuga-gaasi madalaks rõhuks. Kuid tegelikus töös eiratakse sageli turboekspandris tekkivate tilkade probleemi ning see nähtus võib tõsiselt mõjutada seadmete jõudlust ja üldist süsteemi stabiilsust. Selles artiklis käsitletakse tilkade tekke põhjuseid ja selle mõju süsteemile ning pakutakse välja tõhusad ennetusmeetmed.
Turboekspandri tööpõhimõte ja tähtsus
Turboekspander on pöörlev masin, mis töötab ideaalse gaasi seaduse alusel. See kasutab kõrgsurvegaasi, et kiirendada paisumist läbi düüsi, mille tulemusel gaasi temperatuur langeb järsult, tekitades madala temperatuuriga vedelikku ja pakkudes krüogeense õhueraldusprotsessi jaoks vajalikku jahutusvõimsust. Tavaliselt töötavad turbopaisutajad 70–85% kasuteguriga, mistõttu on need võtmeseadmed energiakasutuse parandamisel.
Piiskade tekke põhjuste analüüs
1. Üleküllastunud olek: kui gaas läbib turbiini paisuti, langeb temperatuur rõhu kiire alandamise tõttu järsult, mistõttu mõned komponendid nagu veeaur, süsinikdioksiid jne jõuavad allapoole oma kastepunkti, moodustades üleküllastunud oleku ja seejärel kondenseeruvad vedelikupiiskadeks.
Uuringuandmed näitavad, et tüüpilistes tööstuslikes tingimustes, kui gaas siseneb turboekspandrisse rõhul 20 baari ja temperatuuril -150 kraadi . Pärast paisumist langeb rõhk 1 baarini ja temperatuur langeb veelgi -190 kraadini. Sel ajal võib veeauru suhteline õhuniiskus tõusta 40% -lt üle 100%, mis põhjustab otseselt tilkade moodustumist.
2. Mittetäielik eeljahutus: kui lisandeid ei eemaldata eeltöötluse etapis täielikult või ideaalset eeljahutusefekti ei saavutata, kondenseerub paisumisprotsessi käigus jääkniiskus või õliudu, suurendades tilkade moodustumise ohtu.
Tegelikud juhtumid näitavad, et eeljahuti rikke tõttu tehases sisaldas turbiini paisuti sisenev õhk vähesel määral rasva. Selle tulemusena kogunes lühikese aja jooksul turbiini labadele märkimisväärsed vedelikusadestused, mis kahjustasid tõsiselt seadmete normaalset tööd.
Piiskade mõju süsteemile
1. Vähendatud efektiivsus: tilkade olemasolu mõjutab turboekspandri sisemist vooluvälja jaotust, suurendab hõõrdetakistust ja vähendab töö efektiivsust. Arvatakse, et iga 1% tilkade sisalduse suurenemise korral võib turboekspandri efektiivsus väheneda umbes 0,5% kuni 1%.
2. Seadme kahjustused: suurel kiirusel{1}}pöörlevate turbiinilabade ja vedelikupiiskade kokkupõrge tekitab tugeva löögijõu, mis võib pikaajaliste mõjude korral põhjustada laba kulumist, pragusid või isegi purunemist. Lisaks on korrosioon ka probleem, mida ei saa tähelepanuta jätta, eriti happelisi aineid sisaldavate tilkade puhul.
3. Ohutusohud: Suure hulga tilkade kogunemine võib põhjustada vibratsiooni intensiivistumist, mille tulemusena võivad mehaanilised osad lahti tulla või kahjustuda. Rasketel juhtudel võib see põhjustada isegi plahvatusõnnetuse. Statistika näitab, et turbopaisutaja sees olevatest vedelikupiiskadest põhjustatud planeerimata seiskamised moodustavad 10–15% kõigist seisakutest.
Tõhusad ennetusmeetmed
1. Optimeerige eeltöötlusprotsess: tugevdage toorgaasi puhastustöötlust, et turbiini paisutisse sisenev gaas oleks kuiv ja lisanditeta. Näiteks suure -tõhususega molekulaarsõeladsorbentide kasutamine võib tõhusalt eemaldada niiskust ja muid kergesti kondenseeruvaid komponente.
2. -Reaalajas jälgimine ja hooldus: installige võrguseiresüsteem, mis võimaldab kiiresti tuvastada muutusi turboekspandri sisemises olekus, sealhulgas temperatuuri, rõhu ja võimalike tilkade kohta. Tehke regulaarset hooldust ja vahetage kahjustatud osad viivitamatult välja.
3. Disaini täiustamine: kaaluge turbopaisutaja põhikomponentide tootmiseks -korrosioonivastaste materjalide kasutamist, optimeerides samal ajal sisestruktuuri disaini, et vähendada tilkade kogunemise võimalust.
Turboekspander mängib krüogeenses õhueraldusprotsessis asendamatut rolli, kuid selle sisemine tilkade tekitamise probleem on varjatud oht, mis jääb kergesti tähelepanuta, kuid on äärmiselt ohtlik. Piiskade tekitamise mehhanismi-sügav mõistmine, selle negatiivse mõju mõistmine süsteemile ja tõhusate ennetusmeetmete võtmisega saab oluliselt parandada seadmete töö ohutust ja töökindlust ning tagada krüogeense õhueraldusprotsessi tõrgeteta kulgemine.
