Nivîskar: Lukas Bijikli, Rêvebirê Portfoliyoya Berheman, Ajokarên Gearê yên Yekbûyî, Lêkolîn û Pêşxistina Pompeyên Germ û Pêkvekirina CO2, Siemens Energy.
Bi salan e, Kompresora Gearê ya Yekgirtî (IGC) ji bo santralên veqetandina hewayê teknolojiya bijartî bûye. Ev bi giranî ji ber karîgeriya wan a bilind e, ku rasterast dibe sedema kêmkirina lêçûnên oksîjen, nîtrojen û gaza bêbandor. Lêbelê, balkişandina zêde ya li ser dekarbonîzasyonê daxwazên nû li ser IPC-yan datîne, nemaze di warê karîgerî û nermbûna rêziknameyî de. Mesrefên sermayeyê ji bo operatorên santralan, nemaze di pargîdaniyên piçûk û navîn de, faktorek girîng dimîne.
Di çend salên borî de, Siemens Energy çend projeyên lêkolîn û pêşvebirinê (R&D) dest pê kirine ku armanc dikin kapasîteyên IGC berfireh bikin da ku hewcedariyên guherbar ên bazara veqetandina hewayê bicîh bînin. Ev gotar hin başkirinên sêwirana taybetî yên ku me kirine ronî dike û nîqaş dike ka ev guhertin çawa dikarin bibin alîkar ku bigihîjin armancên lêçûn û kêmkirina karbonê yên xerîdarên me.
Piraniya yekîneyên veqetandina hewayê îro bi du kompresoran ve hatine sazkirin: kompresorek hewayê ya sereke (MAC) û kompresorek hewayê ya zêdekirî (BAC). Kompresorê hewayê yê sereke bi gelemperî tevahiya herikîna hewayê ji zexta atmosferîk heta bi qasî 6 bar dipêçe. Beşek ji vê herikînê dûv re di BAC-ê de heta zextek heta 60 bar tê pêçandin.
Li gorî çavkaniya enerjiyê, kompresor bi gelemperî ji hêla turbîna buharê an motorek elektrîkê ve tê ajotin. Dema ku turbîna buharê tê bikar anîn, her du kompresor jî ji hêla heman turbînê ve bi rêya serên şaftên ducar têne ajotin. Di nexşeya klasîk de, gerokek navber di navbera turbîna buharê û HAC de tê saz kirin (Wêne 1).
Hem di sîstemên ku bi elektrîkê dixebitin û hem jî di sîstemên ku bi turbîna buharê dixebitin de, karîgeriya kompresorê leverek bihêz e ji bo dekarbonîzasyonê ji ber ku ew rasterast bandorê li ser xerckirina enerjiyê ya yekîneyê dike. Ev bi taybetî ji bo MGP-yên ku ji hêla turbînên buharê ve têne xebitandin girîng e, ji ber ku piraniya germê ji bo hilberîna buharê di kazanên ku bi sotemeniya fosîl dixebitin de tê bidestxistin.
Her çend motorên elektrîkê alternatîfek kesktir ji ajokarên turbînên buharê re peyda dikin jî, pir caran hewcedariyek mezintir ji bo nermbûna kontrolê heye. Gelek santralên veqetandina hewayê yên nûjen ên ku îro têne çêkirin bi şebekeyê ve girêdayî ne û asta karanîna enerjiya nûjenkirî bilind e. Mînakî, li Avusturalyayê, plan hene ku çend santralên amonyaka kesk werin avakirin ku dê yekîneyên veqetandina hewayê (ASU) bikar bînin da ku nîtrojenê ji bo senteza amonyakê hilberînin û tê payîn ku ji zeviyên bayê û rojê yên nêzîk elektrîkê werbigirin. Li van santralan, nermbûna rêziknameyî ji bo telafîkirina guherînên xwezayî di hilberîna enerjiyê de girîng e.
Siemens Energy di sala 1948an de yekem IGC (ku berê wekî VK dihat nasîn) pêşxist. Îro şîrket li çaraliyê cîhanê zêdetirî 2,300 yekîneyan hildiberîne, ku gelek ji wan ji bo sepanên bi rêjeyên herikînê yên ji 400,000 m3/saetê zêdetir hatine sêwirandin. MGP-yên me yên nûjen di avahiyekê de rêjeya herikînê heta 1.2 milyon metrekup di saetekê de heye. Ev guhertoyên bê gerîdeyê yên kompresorên konsolê bi rêjeyên zextê heta 2.5 an jî zêdetir di guhertoyên yek-qonaxî de û rêjeyên zextê heta 6 di guhertoyên rêzefîlmî de vedihewîne.
Di salên dawî de, ji bo pêkanîna daxwazên zêdebûyî yên ji bo karîgeriya IGC, nermbûna rêziknameyî û lêçûnên sermayeyê, me hin pêşkeftinên berbiçav ên sêwiranê çêkirine, ku li jêr hatine kurtkirin.
Karîgeriya guhêrbar a hejmarek împelerên ku bi gelemperî di qonaxa yekem a MAC de têne bikar anîn, bi guhertina geometriya pelê tê zêdekirin. Bi vê împelera nû re, bi tevlêbûna belavkerên LS yên kevneşopî re, karîgeriya guhêrbar heta ji %89 û bi tevlêbûna nifşa nû ya belavkerên hîbrîd re dikare ji %90 zêdetir were bidestxistin.
Herwiha, hejmara Mach a perwaneyê ji 1.3 bilindtir e, ku qonaxa yekem bi dendika hêzê û rêjeya pêçandinê ya bilindtir peyda dike. Ev yek di heman demê de hêza ku gerîdeyên di pergalên MAC-ê yên sê-qonaxî de divê veguhezînin kêm dike, û dihêle ku di qonaxên yekem de gerîdeyên bi qûtra piçûktir û qutiyên gerîdeyê yên ajotina rasterast werin bikar anîn.
Li gorî belavkera perdeya LS ya kevneşopî ya bi dirêjahiya tevahî, belavkera hîbrîd a nifşê din xwedî karîgeriya qonaxê ya %2,5 û faktora kontrolê ya %3 zêdetir e. Ev zêdebûn bi tevlihevkirina pelan (ango pel li beşên bilindahiya tevahî û bilindahiya nîvî têne dabeş kirin) tê bidestxistin. Di vê konfigurasyonê de.
Derana herikîna di navbera perwane û belavkerê de bi beşek ji bilindahiya pelê ku ji pelên belavkerek LS ya kevneşopî nêzîktirê perwane ye kêm dibe. Wekî belavkerek LS ya kevneşopî, qiraxên pêşeng ên pelan bi dirêjahiya tevahî ji perwane bi heman dûrî ne da ku ji têkiliya perwane-belavker ku dikare zirarê bide pelan dûr bikevin.
Zêdekirina qismî ya bilindahiya pelan nêzîkî perwaneyê jî rêça herikînê nêzîkî herêma pulsasyonê baştir dike. Ji ber ku qiraxa pêşeng a beşa perwaneyê ya bi dirêjahiya tevahî bi qasî çapa belavkerek LS ya kevneşopî dimîne, xeta gazê bandor nabe, ku rê dide rêzek firehtir a sepandin û mîhengkirinê.
Derzîkirina avê tê wateya derzîkirina dilopên avê nav herikîna hewayê ya di lûleya kişandinê de. Dilop ji herikîna gaza pêvajoyê dihelin û germê dikişînin, bi vî awayî germahiya ketinê digihîje qonaxa zextkirinê. Ev dibe sedema kêmbûna hewcedariyên hêza îzentropîk û zêdebûna karîgeriyê ji %1 zêdetir.
Hişkkirina şaftê gerokê dihêle hûn stresa destûrdayî ya li ser yekîneya rûberê zêde bikin, ku ev jî dihêle hûn firehiya diranan kêm bikin. Ev yek windahiyên mekanîkî di qutiya gerokê de heta %25 kêm dike, di encamê de karîgeriya giştî heta %0,5 zêde dibe. Wekî din, lêçûnên kompresora sereke dikarin heta %1 kêm bibin ji ber ku di qutiya gerokê ya mezin de kêmtir metal tê bikar anîn.
Ev împeler dikare bi katsayiya herikînê (φ) heta 0.25 bixebite û ji împelerên 65 pile %6 zêdetir serî peyda dike. Wekî din, katsayiya herikînê digihîje 0.25, û di sêwirana herikîna ducarî ya makîneya IGC de, herikîna qebareyî digihîje 1.2 mîlyon m3/saet an jî 2.4 mîlyon m3/saet.
Nirxeke phi ya bilindtir rê dide bikaranîna împelereke bi qûtra piçûktir di heman herikîna qebareyê de, bi vî awayî lêçûna kompresora sereke heta %4 kêm dike. Qûtra împelera qonaxa yekem dikare hîn bêtir were kêmkirin.
Serê bilindtir bi goşeya xwarbûna perwaneyê ya 75° tê bidestxistin, ku pêkhateya leza dorhêlî li dergehê zêde dike û bi vî rengî li gorî hevkêşeya Euler serê bilindtir peyda dike.
Li gorî çerxên bilez û karîgeriya bilind, karîgeriya çerxênê ji ber windahiyên zêdetir di volutê de hinekî kêm dibe. Ev dikare bi karanîna şemalokek navîn were telafîkirin. Lêbelê, bêyî van volutan jî, karîgeriya guhêrbar a heta %87 dikare bi hejmareke Mach a 1.0 û katsayiya herikînê ya 0.24 were bidestxistin.
Voluta biçûktir dihêle hûn ji pevçûnên bi volutên din dûr bisekinin dema ku qûtra gerîdeya mezin kêm dibe. Operator dikarin bi guhertina ji motorek 6-qutbî bo motorek 4-qutbî ya leza bilindtir (1000 rpm heta 1500 rpm) bêyî ku ji leza gerîdeya herî zêde ya destûr derbas bibe, lêçûnan teserûf bikin. Wekî din, ew dikare lêçûnên materyalê ji bo gerîdeya helîkal û mezin kêm bike.
Bi tevayî, kompresora sereke dikare heta %2 di lêçûnên sermayeyê de teserûf bike, û her weha motor jî dikare %2 di lêçûnên sermayeyê de teserûf bike. Ji ber ku voltên kompakt hinekî kêmtir bikêrhatî ne, biryara karanîna wan bi giranî bi pêşanîyên xerîdar ve girêdayî ye (mesref li hember bikêrhatîbûnê) û divê li ser bingeha proje bi proje were nirxandin.
Ji bo zêdekirina şiyanên kontrolê, IGV dikare li pêşiya gelek qonaxan were sazkirin. Ev bi tevahî berevajî projeyên IGC yên berê ye, ku tenê heta qonaxa yekem IGV dihewîne.
Di dubarekirinên berê yên IGC de, katsayiya vorteksê (ango, goşeya IGV-ya duyem dabeşkirî bi goşeya IGV1-ya yekem) bêyî ku herikîn ber bi pêş ve be (goşeya > 0°, serê kêmker) an vorteksa berevajî (goşeya < 0) sabît dimîne. °, zext zêde dibe). Ev dezavantaj e ji ber ku nîşana goşeyê di navbera vorteksên erênî û neyînî de diguhere.
Ev mîhenga nû dihêle ku dema makîne di moda vorteksa pêş û paş de ye, du rêjeyên vorteksa cuda werin bikar anîn, bi vî rengî rêjeya kontrolê bi rêjeya 4% zêde dibe dema ku karîgeriya sabît diparêze.
Bi tevlêkirina belavkerek LS ji bo perwaneya ku bi gelemperî di BAC-an de tê bikar anîn, karîgeriya pir-qonaxî dikare bigihîje% 89. Ev, digel başkirinên din ên karîgeriyê, hejmara qonaxên BAC kêm dike di heman demê de karîgeriya giştî ya trênê diparêze. Kêmkirina hejmara qonaxan hewcedariya bi intercooler, boriyên gaza pêvajoyê yên têkildar, û pêkhateyên rotor û statorê ji holê radike, ku di encamê de teserûfa lêçûnê ya% 10 çêdibe. Wekî din, di gelek rewşan de mimkun e ku kompresora hewayê ya sereke û kompresora zêdeker di yek makîneyê de werin hev kirin.
Wekî ku berê jî hate gotin, bi gelemperî di navbera turbîna buharê û VAC-ê de gerdaniyek navber hewce ye. Bi sêwirana nû ya IGC-ê ji Siemens Energy, ev gerdana bêkar dikare bi zêdekirina şaftek bêkar di navbera şafta pinyonê û gerdana mezin (4 gerdan) de di nav qutiya guhêrbar de were entegrekirin. Ev dikare lêçûna giştî ya xetê (kompresora sereke û alavên alîkar) heya %4 kêm bike.
Herwiha, gerîdeyên 4-pinyon alternatîfek bikêrtir in ji bo motorên scroll ên kompakt ji bo guheztina ji motorên 6-qutbî bo 4-qutbî di kompresorên hewayî yên sereke yên mezin de (eger îhtîmala pevçûna volute hebe an jî leza herî zêde ya destûr a piniyonê kêm bibe).
Bikaranîna wan di çend bazarên girîng de ji bo dekarbonîzasyona pîşesaziyê, di nav de pompên germê û pêçandina buharê, û her weha pêçandina CO2 di pêşkeftinên girtin, karanîn û hilanîna karbonê (CCUS) de, her ku diçe gelemperîtir dibe.
Siemens Energy xwedî dîrokeke dirêj a sêwirandin û xebitandina IGC-yan e. Wekî ku ji hêla hewildanên lêkolîn û pêşveçûnê yên jorîn (û yên din) ve tê îspat kirin, em pabend in ku van makîneyan bi berdewamî nûjen bikin da ku hewcedariyên serîlêdanê yên bêhempa bicîh bînin û daxwazên bazarê yên mezin dibin ji bo lêçûnên kêmtir, zêdebûna karîgeriyê û zêdebûna domdariyê bicîh bînin. KT2
Dema weşandinê: 28ê Nîsanê, 2024