ÚSPORY ENERGIÍ

ODSTŘEDIVÝCH KOMPRESORŮ

PROVOZ S PROMĚNNÝMI OTÁČKAMI


Existující kompresorové jednotky provozované na fixních otáčkách je v mnoha případech možné úspěšně modernizovat na provoz s proměnnými otáčkami. Provoz turbokompresoru s proměnnými otáčkami (Variable Speed Drive – VSD) přináší možnost výrazně snížit adsorbovaný výkon zejména při nenávrhových provozních režimech s částečnou zátěží. V závislosti na OEM konstrukci kompresoru je za pomoci VSD mnohdy možné také zvýšení průtoku/stlačení kompresoru, obvykle o jednotky procent.

VSD je výhodné zvážit zejména v případech, kdy dochází k výměnám stávajících pohonů. Ve většině případů modernizací na provoz s proměnnými otáčkami nejsou totiž nutné zásadní změny mechanické konstrukce kompresoru.

Během modernizace kompresoru na provoz s proměnnými otáčkami je třeba vzít v úvahu několik aspektů – termodynamický výkon kompresoru, laterální a torzní dynamiku rotoru. Harmonické frekvence, které jsou do určité míry vždy generovány frekvenčními měniči elektromotorů musí být posouzeny vzhledem k elektické síti ale i s ohledem na možné mechanické torzní buzení soustrojí (tzv. air gap torque harmonics).

RotMach může poskytnout know-how o všech těchto aspektech a koordinovat projekty s výrobci elektrických pohonů, jako jsou Siemens, ABB a další.

VSTUPNÍ NAVÁDĚCÍ LOPATKY

Stávající odstředivé kompresory lze vybavit vstupními naváděcími lopatkami (Inlet Guide Vanes – IGV). IGV rozšiřuje flexibilitu provozního rozsahu průtoků a výrazně snižuje adsorbovaný výkon během provozu s částečným zatížením (v porovnání se škrcením na sání nebo přepouštěním).

Naváděcí lopatky ozšiřují provozní rozsah zejména směrem k nízkému průtoku (kde je také nižší stlačení), ale záporným natočením lopatek lze také dosáhnout mírného zvýšení průtoku a stlačení. Ve srovnání s regulací škrcením na sání může IGV výrazně zlepšit účinnost (adsorbovaný výkon) zejména při provozu mimo návrhový bod charakteristiky kompresoru.

Upgrady IGV jsou obvykle vhodné zejména pro převodové kompresory.

VÝMĚNY POHONŮ

Výměna zastaralých elektromotorů za moderní jednotky s vysokou účinností může přinést úsporu energie i v řádu několika procent.

V posledních letech se může údržba starších plynových turbín stále stále obtížnější a nákladnější kvůli nedostupnisti OEM dílů. Náhrada spalovacích turbin za elektromotory s frekvenčními měniči je pak často vhodným řešením. Návratnost investice je obecně dobrá, faktorem bývá mimo jiné dostupná kapacita elektrických sítí a míra využití stroje v průběhu roku (náklady na rezervovaný výkon).

Můžeme provést výměny pohonů s OEM výrobci elektrických pohonů, jako je Siemens nebo ABB a další. Zajistíme tak, aby byly provedeny všechny nezbytné kroky (analýza torzní VSD v souladu s předpisy API, laterání dynamika rotoru atd.). Můžeme dodat detailní návrh rámů a pomocných systémů jako jsou mazacích a potrubních systémy.

MODERNIZACE OBĚŽNÝCH KOL

Modernizace (rerate, revamp) odstředivých kompresorů se obvykle točí kolem náhrad úprav oběžnéých kol. U starších kompresorů tak lze někdy dosáhnout významných úspor energie. Moderní typy oběžných kol mohou být optimalizovány za použití CAD/CAE metod tak, aby poskytovaly prvotřídní aerodynamické účinnosti pro zákazníkem požadované provozní body a parametry plynu.

Požadavky na změny pracovních bodů kompresorů na nižší průtok a tlak jsou většinou relativně jednoduché, nákladově efektivní a mohou poskytnout podstatné úspory provozních nákladů. Pokud jsou původní oběžná kola v dobrém stavu, v některých případech mohou být pouze přizpůsobena (nově obrobena) dle konstručního návrhu pro nové požadované provozní podmínky, což přináší vynikající poměr náklady/užitná hodnota.

V závislosti na konstrukčních rezervách originální kontrukce kompresoru (skříň) a navazujícího příslušenství a zákaznické technologie je také často možné zvýšení tlaku a průtoku v rozsahu několika procent.

Jsme připraveni podpořit naše klienty od studií proveditelnosti, kde se hodnotí potenciál modifikace stroje, přes detailní aero/mechanický návrh až po výrobu a uvedení stroje do provozu.

NATÁČECÍ DIFUZOROVÉ LOPATKY

Natáčecí difuzorové lopatky (Diffuser Guide Vanes) umožňují regulovat množství plynu při zachování téměr konstatního tlaku.

Ačkoli to není typická první možnost pro modernizace kvůli mechanické složitosti, v některých případech mohou upgrady DGV nabídnout zajímavé možnosti. Modernizace kompresorů přidáním natáčecích difuzorových lopatek jsou obvykle vhodné pouze pro převodové kompresory.