توربو اکسپندر (Turbo Expnader) مؤثرترین و پر بازده‌ترین روش برای کاهش فشار یک سیال است. استفاده از این تجهیزات از دهه 60 میلادی در پلنت‌های نفت و گاز شروع شده است. توربو اکسپندر انرژی را از جریان سیال گرفته، توان تولید می‌کند، فشار را کاهش می‌دهد و دمای سیال را نیز کم می‌کند. از توان بدست آمده می‌توان برای به چرخش درآوردن کمپرسور ، پمپ یا ژنراتور استفاده کرد. کار حاصله از فرآیند انبساط (Expansion)، بازده گرمایی (Thermal Efficiency) پلنت را افزایش می‌دهد.                                         

استفاده از توربو اکسپندر در کاربردهای کرایوژنیک به چه صورت است؟ 

در نیمه دوم قرن بیستم، استفاده از اکسپندر-کمپرسور در پلنت‌های کرایوژنیک گاز طبیعی شروع شد. الزاماتی که در افزایش راندمان گرمایی پلنت، به حداقل رساندن فید (feed) مصرفی در پلنت‌‎های گاز طبیعی مایع (LNG) و کاهش آلودگی‌های CO 2 وجود داشت، باعث گسترش طراحی‌های فرآیندی پلنت با در نظر گرفتن توربو اکسپندر شد.

در کاربردهای کرایوژنیک ، اغلب منفعت اقتصادی حاصل از توربو اکسپندر، به دلیل کاهش آنتالپی سیال و به تبع آن کاهش دما می‌باشد. سیال سردتر که از توربو اکسپندر خارج می‌شود به افزایش بازده گرمایی پلنت کمک می‌کند. علاوه بر این، توان شفتی که توربو اکسپندر از سیال بدست می‌آورد، می‌تواند باعث کاهش توان ورودی پلنت شود. هرکدام از این موارد باعث کاهش توان مخصوص مصرفی برای سیکل سرمایش شده و کاهش هزینه‌ها و به تبع آن افزایش منفعت اقتصادی پروژه را در پی دارد.

استفاده از ولو ژول تامسون به موازات توربو اکسپندر به چه دلیل است؟

در سیستم‌های اکسپندر کرایوژنیک، یک ولو ژول تامسون (JT) به موازات اکسپندر قرار داده می‌شود. این ولو به گونه‌ای تنظیم می‌شود تا در صورت از کار افتادن اکسپندر از توقف کلی (Shut Down) فرآیند جلوگیری کند.

استفاده از توربو اکسپندر در کاربردهای گاز داغ به چه صورت است؟

ایده تبدیل انرژی گاز حاصل از احتراق به توان، در حدود یک قرن است که مورد بررسی قرار گرفته است. هزینه‌های مربوط به انرژی، مسائل زیست محیطی، کنترل آلودگی‌ها و مدیریت کربن، دلایلی هستند که باعث شده‌اند تا از توربو اکسپندر در پلنت‌های مدرن استفاده شود.

در کابردهای گاز داغ، چالش‌های اساسی برای طراحی یک اکسپندر با قابلیت اطمینان (Reliability) بالا وجود دارد. از جمله این چالش‌ها می‌توان به دمای بسیار بالا، خوردگی شیمیایی و فرسایش ناشی از گاز داغ اشاره کرد که همگی باعث تحمیل تنش‌های بالا به سیستم توربو اکسپندر می‌شود.

 خوردگی یکی از موارد مهمی است که باید در اکسپندرها به آن توجه نمود. خوردگی به دلیل دمای بالایی است که اکسپندر قرار است در آن دما کار کند. تأثیر خزش و خوردگی ناشی از گاز داغ در این کاربردها قابل توجه است. اگر تأثیر این موارد در نظر گرفته نشود، این موارد باعث شکست دیسک یا پره‌های آن خواهند شد.

شرکت پترو کاوه مبنا ایرانیان به وسیله طرح های توسعه انجام گرفته امکان تولید تمامی قطعات توربو اکسپندرهای روغنی و مگنتی را دارا می باشد.

جهت نسخه PDF کلیک کنید .