أصل تقني

التوربين / الممدد

Turbine / Expander

آلة دوارة شعاعية يتمدد فيها الغاز المضغوط فيدير عجلتها بسرعة عالية، فتنتج قدرة ميكانيكية وتبرد الغاز بشدة.

نظرة عامة

يدخل الغاز المضغوط إلى الممدد التوربيني عبر صمام تحكم، ثم حلقة ريش توجيه قابلة للضبط تسرّعه نحو عجلة شعاعية. يتمدد الغاز وهو يعبر ممرات العجلة فينخفض ضغطه وحرارته، ويعطي العمود قدرة بسرعة قد تبلغ عشرات آلاف الدورات في الدقيقة. في مصانع معالجة الغاز يُستخدم هذا التبريد لتكثيف السوائل الثقيلة في فاصل بارد، ويدير العمود ضاغطًا مقترنًا يعيد رفع ضغط الغاز. وفي محطات دورة رانكين العضوية واسترداد الحرارة يدير الممدد مولدًا كهربائيًا. تمنع موانع التسرب بالغاز الجاف تسرب غاز العملية إلى المحامل، ويبقى صمام جول–طومسون الموازي احتياطًا عند توقف الآلة.

كيف يعمل التوربين / الممدد

مخطط ثلاثي الأبعاد يوضح طريقة عمل التوربين / الممدد فاصل باردسوائل الغازغاز بارد جافJ-T60 bar · −30°C20 bar · −90°Cغاز مانع نظيفزيت التزييت≈ 20 000 rpmغاز إلى الضاغطدخول الغاز المضغوطخروج الغاز المضغوطالعجلة الدوارةعجلة الضاغط الدوارةη_s = (h₁ − h₂) / (h₁ − h₂s)كفاءة التمدد الأيزنتروبي صمام المدخلريش التوجيه للمدخلعجلة الممددالغلاف والمحاملالضاغط المقترنموانع الغاز الجاف
اضغط على الرقم لعرض الخطوة · اسحب المخطط جانبيًا لرؤيته كاملًا
  1. صمام المدخل

    يضبط صمام التحكم كمية الغاز؛ وعند توقف الآلة يمر الغاز في صمام جول–طومسون فيبرد أقل بكثير.

    صمام تحكمالتبريد بالتمدد (جول-طومسون)
  2. ريش التوجيه للمدخل

    حلقة ريش قابلة للضبط حول العجلة تسرّع الغاز وتوجهه وتغيّر حمل الآلة.

    ريش التوجيه للمدخل
  3. عجلة الممدد

    يتمدد الغاز داخل ممرات العجلة فيدفعها ويبرد بشدة؛ وكلما اقترب التمدد من الأيزنتروبي زاد التبريد والقدرة.

    دوار / دافع الممدد التوربينيكفاءة التمدد الأيزنتروبي في التوربين
  4. الغلاف والمحامل

    يحمل الغلاف العمود على محامل زيتية أو مغناطيسية، وينقل القدرة الدورانية إلى الطرف الآخر.

    مجموعة غلاف / محامل الممدد التوربينيالقدرة الميكانيكية الدورانية
  5. الضاغط المقترن

    عجلة ضاغط على العمود نفسه تستخدم قدرة التمدد لرفع ضغط الغاز؛ وفي دورة رانكين يحل محلها مولد.

    الضاغط المقترندورة رانكين
  6. موانع الغاز الجاف

    حلقات دقيقة يُحقن بينها غاز نظيف فتمنع تسرب غاز العملية إلى المحامل.

    مانع التسرب بالغاز الجاف
محتوى الأصل

اختر نوع الكيان لاستعراض المحتوى المرتبط.

المكونات الرئيسية

دوار / دافع الممدد التوربينيTurboexpander Rotor / Impeller
مجموعة غلاف / محامل الممدد التوربينيTurboexpander Casing / Bearing Assembly
ريش التوجيه للمدخلInlet Guide Vanesحسب التكوين
الضاغط المقترنExpander-Compressor Coupling / Brake Compressorحسب التكوين
مانع التسرب بالغاز الجافExpander Dry-Gas Sealحسب التكوين

الأصول ضمن هذا النظام

يُستخدم في المنشآت

المنشآت التي يدخل فيها هذا الكيان كأصل أو نظام.

محطة طاقة حرارية أرضية - دورة ثنائيةGeothermal Binary-Cycle Power Plant
محطة معالجة الغازGas Processing Plant
مصنع الأوليفينات (التكسير البخاري للإيثيلين)Olefins Plant (Ethylene Steam Cracker)
مصنع فصل الهواء والغازات الصناعيةAir Separation Unit / Industrial Gases Plant

الأنظمة المرتبطة

المبادئ المرتبطة

كفاءة التمدد الأيزنتروبي في التوربينTurbine Isentropic Expansion Efficiency
دورة رانكينRankine Cycle
القدرة الميكانيكية الدورانيةRotational Mechanical Power