Zeitschrift für angewandten Maschinenbau

Abstrakt

Leistungsanalyse eines Helium-Turboexpanders für kryogene Anwendungen mit einem Prozessmodellierungstool: Aspen HYSYS

Joshi DM

Unter einem kryogenen System versteht man eine Gruppe interagierender Komponenten, die niedrige Temperaturen aufweisen. Die Kryotechnik befasst sich mit der Entwicklung und Verbesserung von Techniken, Prozessen und Geräten für niedrige Temperaturen. Sie sind auf Helium-Kühlschränke und verschiedene Verflüssiger anwendbar. Heutzutage hat die Energiekrise die Notwendigkeit erzwungen, die Energie zurückzugewinnen, die normalerweise in anderen industriellen Prozessen verschwendet wird. Die Reduzierung des Gasdrucks ist ein solcher Prozess, bei dem ein hoher Energieverlust auftritt. Um eine solche hohe Energieverschwendung zu verhindern, wurden in der Industrie Turboexpander eingeführt, die das Herzstück für die Erzeugung niedriger Temperaturen bilden, indem sie den Druck auf einen niedrigen Wert reduzieren. Turboexpander werden in fast allen Segmenten der Öl- und Gasindustrie zur Erzeugung kryogener Kühlung eingesetzt. Vor der Implementierung einer so wichtigen Komponente in der Anlage ist es notwendig, eine Leistungsanalyse des Turboexpanders durchzuführen.

In diesem Artikel wird ein Prozesssimulator namens Aspen HYSYS zur Analyse von Helium-Turboexpandern verwendet (Heliumgas wird als Prozessprobengas verwendet) und es wird eine detaillierte Beobachtung durchgeführt, um die Leistung von Helium-Turboexpandern bei verschiedenen adiabatischen Wirkungsgraden zu überprüfen. Die Ergebnisse liefern nützliche Hinweise zur Auswahl von Turboexpandern, um die erforderliche Leistung bei verschiedenen Wirkungsgraden und Temperaturschwankungen zu erzielen. Unter Berücksichtigung der Einschränkungen der Anlage kann diese Analyse somit zur Gestaltung einer effizienten Produktionsanlage führen