Turbo Expansieturbine Zuurstof Plant Onderdelen RVS en ijzermateriaal
1. beschrijving
Een turbo-expander, ook wel een turbo-expander of een expansieturbine genoemd, is een centrifugale of axiaal stromende turbine , waardoor een hogedruk- gas wordt uitgebreid om werk te produceren dat vaak wordt gebruikt om een compressor of generator aan te drijven . Omdat werk wordt geëxtraheerd uit het expanderende hogedrukgas, wordt de expansie benaderd door een isentroop proces (dat wil zeggen een proces met constante entropie ) en het lagedrukuitlaatgas van de turbine bevindt zich op een zeer lage temperatuur , -150 ° C C of minder, afhankelijk van de werkdruk en gaseigenschappen. Gedeeltelijke vloeibaarmaking van het geëxpandeerde gas is niet ongewoon.
Turbo-expanders worden op grote schaal gebruikt als bronnen van koeling in industriële processen, zoals de extractie van ethaan en aardgasvloeistoffen (NGL's) uit aardgas , de liquefactie van gassen (zoals zuurstof , stikstof , helium , argon en krypton ) en andere lage temperatuur processen.
Turbo-expanders die momenteel in bedrijf zijn, variëren in grootte van ongeveer 750 W tot ongeveer 7,5 MW
2. toepassing
Ruw aardgas bestaat voornamelijk uit methaan (CH 4 ), het kortste en lichtste koolwaterstofmolecuul , evenals verschillende hoeveelheden zwaardere koolwaterstofgassen zoals ethaan (C 2 H 6 ), propaan (C 3 H 8 ), normaal butaan ( n -C4H10), isobutaan ( i- C4H10), pentanen en zelfs koolwaterstoffen met een hoger molecuulgewicht . Het ruwe gas bevat ook verschillende hoeveelheden zure gassen zoals koolstofdioxide (C02), waterstofsulfide (H2S) en mercaptanen zoals methaanthiol (CH3SH) en ethaanthiol (C2H5SH).
Bij verwerking tot afgewerkte bijproducten (zie Aardgasverwerking ) worden deze zwaardere koolwaterstoffen gezamenlijk NGL (aardgasvloeistoffen) genoemd. De extractie van de NGL omvat vaak een turbo-expander [7] en een lage-temperatuurdestillatiekolom (een demethanizer genoemd ) zoals weergegeven in de figuur. Het inlaatgas naar de demethanizer wordt eerst afgekoeld tot ongeveer -51 ° C in een warmtewisselaar (aangeduid als een koude doos ), die het inlaatgas gedeeltelijk condenseert . Het resulterende gas-vloeistofmengsel wordt vervolgens gescheiden in een gasstroom en een vloeistofstroom.
De vloeistofstroom van de gas-vloeistofscheider stroomt door een klep en ondergaat een smooruitzetting van een absolute druk van 62 bar naar 21 bar (6,2 tot 2,1 MPa), wat een isenthalpisch proces is (dwz een constant-enthalpieproces) dat resulteert in het verlagen van de temperatuur van de stroom van ongeveer -51 ° C tot ongeveer -81 ° C wanneer de stroom de demethaniseerinrichting binnentreedt.
De gasstroom van de gas-vloeistofscheider komt de turbo- expander binnen, waar deze een isentropische expansie ondergaat van een absolute druk van 62 bar tot 21 bar (6,2 tot 2,1 MPa) die de gasstroomtemperatuur verlaagt van ongeveer -51 ° C tot ongeveer - 91 ° C wanneer het de demethaniseerinrichting binnentreedt om te dienen als destillatie- reflux .
Vloeistof uit de bovenste opvangbak van de demethanizer (bij ongeveer -90 ° C) wordt door de koude doos geleid, waar deze wordt opgewarmd tot ongeveer 0 ° C terwijl het inlaatgas wordt gekoeld, en vervolgens wordt teruggevoerd naar het onderste deel van de demethanizer . Een andere vloeistofstroom uit de onderste sectie van de demethanizer (bij ongeveer 2 ° C) wordt door de koude doos geleid en teruggebracht naar de demethanizer bij ongeveer 12 ° C. In feite levert het inlaatgas de warmte die nodig is om de bodem van de demethanizer te "reboilen", en de turbo-expander verwijdert de warmte die nodig is om te zorgen voor reflux in de top van de demethanizer.
Het topgasproduct van de demethanizer bij ongeveer -90 ° C is verwerkt aardgas dat van geschikte kwaliteit is voor distributie naar eindverbruikers door middel van een pijpleiding . Het wordt geleid door de koude doos, waar het wordt opgewarmd terwijl het het inlaatgas afkoelt. Het wordt dan gecomprimeerd in de gascompressor aangedreven door de turbo-expander en verder gecomprimeerd in een gascompressor van de tweede trap aangedreven door een elektromotor, alvorens de distributiepijplijn te betreden.
Het bodemproduct van de demethanizer wordt ook opgewarmd in de koude doos, omdat het het inlaatgas afkoelt voordat het het systeem verlaat als NGL.
| type | turbo |
| kleur | grijs of blauw |
| gebruik | zuurstof |
| toepassing | cryogene luchtscheiding |
| garantie | 1 jaar |
| Spanning | 220V / 380V / 440V |
| productie snelheid | 75% |
| certificaat | ISO, CE |
