Turboexpander (original) (raw)
Een expansieturbine is een centrifugale of axiale turbine waarmee energie van hogedrukgas wordt omgezet in mechanische energie die meestal wordt gebruikt voor de aandrijving van een compressor. Omdat energie wordt ontleend aan het uitzettende gas, is de uitzetting een isentroop proces (dat wil zeggen een constant entropieproces), de lagedrukuitlaatgassen van de turbine gaan omlaag in temperatuur, soms tot -90 °C of minder.
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| dbo:abstract | Ein Expander (auch Turboexpander, Gasentspannungs- oder -expansionsturbine genannt), gehört zur Familie der Turbinen (Strömungsmaschine), in der ein unter Druck stehendes Gas expandiert und dabei Arbeit leistet. Ein Expander besteht im Gegensatz zu einer Gasturbine im weiteren Sinne nur aus der eigentlichen Turbine, verfügt also nicht über einen Verdichter oder eine Brennkammer als integralen Bestandteil der Maschine. Das zu expandierende Gas wird also nicht von der Maschine selbst erzeugt (z. B. durch einen Verbrennungsprozess), sondern fällt aus vorgeschalteten Prozessen an. Im Gegensatz zur Druckminderung durch eine einfache Drossel wird durch den Expander auch die Energie des Gases genutzt. Die Turbine kann ein- oder mehrstufig, axialer oder radialer Bauart sein. Die abgeführte Arbeit kann zum Antrieb eines Generators, einer Pumpe oder eines Kompressors verwendet werden. Die Expansionsturbine wurde früher auch als Anfahreinrichtung für Gasturbinen-Erdgas-Verdichteranlagen eingesetzt. Sie diente als zuverlässige, wartungsarme, schwarzstartfähige Maschine. In den USA gibt es ein Umweltschutzprogramm zum Umrüsten auf Luft bzw. Stickstoff anstatt Erdgas (Methan). Beispiel: Der Turbolader eines Verbrennungsmotors besteht aus einem durch den Abgasstrom angetriebenen Expander, der durch eine Welle einen Kompressor (zur Leistungssteigerung für die Motorverbrennungsluft) antreibt. (de) Turbina Tesla Un turboexpansor o turbina de expansión es una turbina centrífuga o de flujo axial, a través de la cual se expande un gas a alta presión para producir trabajo que a menudo se utiliza para impulsar un compresor o generador. Debido se extrae trabajo del gas a alta presión, la expansión se realiza a través de un camino aproximadamente isentrópico (es decir, un proceso de entropía constante), y el gas de escape de baja presión de la turbina está a una temperatura muy baja, usualmente −150 °C o menos, dependiendo de la presión de funcionamiento y las propiedades del gas. Es frecuente también la licuefacción parcial del gas. Los turboexpansores fueron desarrollados para plantas de procesamiento de gas con la finalidad de recuperar etano y propano . Para el uso del turboexpansor es necesario que exista una caída de presión en el flujo de gas. Su uso más eficiente es con gas rico y adicionalmente se pueden lograr recuperación de etano por encima del 30%. Posteriormente se fue ampliando su uso para la industria de generación eléctrica tanto en aplicaciones geotérmicas o de recuperación de energía en los gasoductos. En resumen, los turboexpansores tienen las siguientes aplicaciones y rangos de operación: * Turboexpansor /Compresor de 100 a 17000 kW (Aplicaciones con gas natural); * Turboexpansor/freno hasta 100 kW (Aplicaciones con Aire); * Turboexpansor/Generadores eléctricos de 100 a 17000 kW (Aplicaciones con gas natural); * Turboexpansor/Generadores eléctricos de 100 a 17000 kW (Aplicaciones con vapor). El uso de sellos secos y cojinetes magnéticos en los turboexpansores es una tecnología probada y madura. Son equipos que no consumen combustible lo cual baja los costes de operación. Son equipos que pueden operar de manera confiable por encima de las 30.000 horas. (es) Une turbine d'expansion, également appelée turbodétendeur ou turbine de détente, est une turbine centrifuge ou à écoulement axial, à travers laquelle un gaz à haute pression est détendu pour produire un travail qui est souvent utilisé pour entraîner un compresseur ou un générateur ; les turbodétendeurs sont aussi l'étage essentiel du procédé Claude de liquéfaction de gaz tels que l'oxygène, l'azote, l'hélium, l'argon et le krypton. Les turbines d'expansion sont largement utilisées comme sources de réfrigération dans des processus industriels tels que l'extraction d'éthane et d'autres hydrocarbures du gaz naturel[source insuffisante]. La détente d'un gaz dans une turbine à expansion peut être considérée en première approximation comme un processus isentropique, c'est-à-dire un processus à entropie constante. En sortie de turbine, le gaz possède une pression inférieure à la pression d'entrée et il subit par ailleurs un refroidissement. La température de sortie dépend de la température d'entrée, de la différence de pression ainsi que des propriétés physiques du gaz. Du fait de la chute de température, une liquéfaction partielle du gaz détendu est possible. Les turbodétendeurs actuellement en service ont une puissance qui varie d'environ 750 W à 7,5 MW. (fr) A turboexpander, also referred to as a turbo-expander or an expansion turbine, is a centrifugal or axial-flow turbine, through which a high-pressure gas is expanded to produce work that is often used to drive a compressor or generator. Because work is extracted from the expanding high-pressure gas, the expansion is approximated by an isentropic process (i.e., a constant-entropy process), and the low-pressure exhaust gas from the turbine is at a very low temperature, −150 °C or less, depending upon the operating pressure and gas properties. Partial liquefaction of the expanded gas is not uncommon. Turboexpanders are widely used as sources of refrigeration in industrial processes such as the extraction of ethane and natural-gas liquids (NGLs) from natural gas, the liquefaction of gases (such as oxygen, nitrogen, helium, argon and krypton) and other low-temperature processes. Turboexpanders currently in operation range in size from about 750 W to about 7.5 MW (1 hp to about 10,000 hp). (en) Een expansieturbine is een centrifugale of axiale turbine waarmee energie van hogedrukgas wordt omgezet in mechanische energie die meestal wordt gebruikt voor de aandrijving van een compressor. Omdat energie wordt ontleend aan het uitzettende gas, is de uitzetting een isentroop proces (dat wil zeggen een constant entropieproces), de lagedrukuitlaatgassen van de turbine gaan omlaag in temperatuur, soms tot -90 °C of minder. (nl) Дета́ндер (от франц. détendre — ослаблять) — устройство, преобразующее внутреннюю энергию газа в механическую энергию. При этом газ, совершая работу, охлаждается. Используется в цикле получения жидких газов, таких как кислород, водород и гелий. Наиболее распространены поршневые детандеры и турбодетандеры. (ru) Дета́ндер (рос. детандер; англ. gas-expansion machine, expansion [reducer] valve; нім. Entspannugsmaschine f, Expansionsmaschine f) — теплова машина для перетворення енергії тиску в механічну роботу під час розширення (зниження тиску) газу. Під час розширення газу в детандері, його температура значно знижується, тому детандери часто використовують у холодильній техніці. (uk) |
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