ក្រុមហ៊ុន ហាំងចូវ នូចូវ តិចណូឡូជី គ្រុប ខូអិលធីឌី

អ្នកនិពន្ធ៖ Lukas Bijikli អ្នកគ្រប់គ្រងផលប័ត្រផលិតផល ឧបករណ៍បញ្ជារួមបញ្ចូលគ្នា ការស្រាវជ្រាវ និងអភិវឌ្ឍន៍ ម៉ាស៊ីនបូមកំដៅ និងម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ CO2 ក្រុមហ៊ុន Siemens Energy។
អស់រយៈពេលជាច្រើនឆ្នាំមកហើយ ម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ហ្គែររួមបញ្ចូលគ្នា (IGC) គឺជាបច្ចេកវិទ្យាដែលត្រូវបានជ្រើសរើសសម្រាប់រោងចក្របំបែកខ្យល់។ នេះភាគច្រើនដោយសារតែប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់របស់វា ដែលនាំឱ្យកាត់បន្ថយការចំណាយសម្រាប់អុកស៊ីសែន អាសូត និងឧស្ម័នអសកម្ម។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការផ្តោតអារម្មណ៍កាន់តែខ្លាំងឡើងលើការកាត់បន្ថយកាបូនឌីអុកស៊ីតដាក់តម្រូវការថ្មីលើ IPC ជាពិសេសទាក់ទងនឹងប្រសិទ្ធភាព និងភាពបត់បែននៃបទប្បញ្ញត្តិ។ ការចំណាយមូលធននៅតែជាកត្តាសំខាន់សម្រាប់ប្រតិបត្តិកររោងចក្រ ជាពិសេសនៅក្នុងសហគ្រាសធុនតូច និងមធ្យម។
ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ ក្រុមហ៊ុន Siemens Energy បានផ្តួចផ្តើមគម្រោងស្រាវជ្រាវ និងអភិវឌ្ឍន៍ (R&D) ជាច្រើនដែលមានគោលបំណងពង្រីកសមត្ថភាព IGC ដើម្បីបំពេញតម្រូវការដែលកំពុងផ្លាស់ប្តូរនៃទីផ្សារបំបែកខ្យល់។ អត្ថបទនេះបង្ហាញពីការកែលម្អការរចនាជាក់លាក់មួយចំនួនដែលយើងបានធ្វើ និងពិភាក្សាអំពីរបៀបដែលការផ្លាស់ប្តូរទាំងនេះអាចជួយសម្រេចគោលដៅកាត់បន្ថយការចំណាយ និងកាបូនរបស់អតិថិជនរបស់យើង។
អង្គភាពបំបែកខ្យល់ភាគច្រើននាពេលបច្ចុប្បន្ននេះត្រូវបានបំពាក់ដោយម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ខ្យល់ពីរគឺ ម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ខ្យល់មេ (MAC) និងម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ខ្យល់ជំរុញ (BAC)។ ម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ខ្យល់មេជាធម្មតាបង្ហាប់លំហូរខ្យល់ទាំងមូលពីសម្ពាធបរិយាកាសដល់ប្រហែល 6 បារ។ ផ្នែកមួយនៃលំហូរនេះត្រូវបានបង្ហាប់បន្ថែមទៀតនៅក្នុង BAC ដល់សម្ពាធរហូតដល់ 60 បារ។
អាស្រ័យលើប្រភពថាមពល ម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ជាធម្មតាត្រូវបានជំរុញដោយទួរប៊ីនចំហាយទឹក ឬម៉ូទ័រអគ្គិសនី។ នៅពេលប្រើទួរប៊ីនចំហាយទឹក ម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ទាំងពីរត្រូវបានជំរុញដោយទួរប៊ីនដូចគ្នាតាមរយៈចុងអ័ក្សភ្លោះ។ នៅក្នុងគ្រោងការណ៍បុរាណ ប្រអប់លេខមធ្យមមួយត្រូវបានដំឡើងរវាងទួរប៊ីនចំហាយទឹក និង HAC (រូបភាពទី 1)។
ទាំងនៅក្នុងប្រព័ន្ធដែលដំណើរការដោយអគ្គិសនី និងប្រព័ន្ធដែលដំណើរការដោយទួរប៊ីនចំហាយទឹក ប្រសិទ្ធភាពរបស់ម៉ាស៊ីនបង្ហាប់គឺជាកត្តាជំរុញដ៏មានឥទ្ធិពលមួយសម្រាប់ការកាត់បន្ថយកាបូន ព្រោះវាប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ទៅលើការប្រើប្រាស់ថាមពលរបស់អង្គភាព។ នេះមានសារៈសំខាន់ជាពិសេសសម្រាប់ MGP ដែលដំណើរការដោយទួរប៊ីនចំហាយទឹក ព្រោះកំដៅភាគច្រើនសម្រាប់ការផលិតចំហាយទឹកត្រូវបានទទួលនៅក្នុងឡចំហាយដែលដំណើរការដោយឥន្ធនៈហ្វូស៊ីល។
ទោះបីជាម៉ូទ័រអគ្គិសនីផ្តល់នូវជម្រើសបៃតងជាងប្រព័ន្ធទួរប៊ីនចំហាយទឹកក៏ដោយ ក៏ជារឿយៗមានតម្រូវការកាន់តែច្រើនសម្រាប់ភាពបត់បែននៃការគ្រប់គ្រង។ រោងចក្របំបែកខ្យល់ទំនើបជាច្រើនដែលកំពុងសាងសង់នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះគឺភ្ជាប់បណ្តាញអគ្គិសនី និងមានកម្រិតខ្ពស់នៃការប្រើប្រាស់ថាមពលកកើតឡើងវិញ។ ជាឧទាហរណ៍ នៅប្រទេសអូស្ត្រាលី មានផែនការសាងសង់រោងចក្រអាម៉ូញាក់បៃតងជាច្រើនដែលនឹងប្រើប្រាស់អង្គភាពបំបែកខ្យល់ (ASU) ដើម្បីផលិតអាសូតសម្រាប់សំយោគអាម៉ូញាក់ ហើយត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងទទួលបានអគ្គិសនីពីកសិដ្ឋានខ្យល់ និងថាមពលព្រះអាទិត្យនៅក្បែរនោះ។ នៅរោងចក្រទាំងនេះ ភាពបត់បែននៃបទប្បញ្ញត្តិគឺមានសារៈសំខាន់ណាស់ដើម្បីទូទាត់សងសម្រាប់ការប្រែប្រួលធម្មជាតិនៃការផលិតថាមពល។
ក្រុមហ៊ុន Siemens Energy បានបង្កើតម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ IGC ដំបូង (ដែលពីមុនត្រូវបានគេស្គាល់ថា VK) ក្នុងឆ្នាំ 1948។ សព្វថ្ងៃនេះ ក្រុមហ៊ុនផលិតម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ជាង 2,300 គ្រឿងនៅទូទាំងពិភពលោក ដែលភាគច្រើនត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់កម្មវិធីដែលមានអត្រាលំហូរលើសពី 400,000 ម៉ែត្រគូប/ម៉ោង។ ម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ MGP ទំនើបរបស់យើងមានអត្រាលំហូររហូតដល់ 1.2 លានម៉ែត្រគូបក្នុងមួយម៉ោងនៅក្នុងអគារមួយ។ ទាំងនេះរួមបញ្ចូលទាំងម៉ាស៊ីនបង្ហាប់កុងសូលដែលគ្មានហ្គែរដែលមានសមាមាត្រសម្ពាធរហូតដល់ 2.5 ឬខ្ពស់ជាងនេះនៅក្នុងកំណែដំណាក់កាលតែមួយ និងសមាមាត្រសម្ពាធរហូតដល់ 6 នៅក្នុងកំណែស៊េរី។
ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ ដើម្បីបំពេញតម្រូវការកាន់តែកើនឡើងសម្រាប់ប្រសិទ្ធភាព IGC ភាពបត់បែនផ្នែកបទប្បញ្ញត្តិ និងថ្លៃដើមមូលធន យើងបានធ្វើការកែលម្អការរចនាគួរឱ្យកត់សម្គាល់មួយចំនួន ដែលត្រូវបានសង្ខេបខាងក្រោម។
ប្រសិទ្ធភាពអថេរនៃ impeller មួយចំនួនដែលត្រូវបានប្រើជាធម្មតានៅក្នុងដំណាក់កាល MAC ដំបូងត្រូវបានបង្កើនដោយការផ្លាស់ប្តូរធរណីមាត្រ blade ។ ជាមួយនឹង impeller ថ្មីនេះ ប្រសិទ្ធភាពអថេររហូតដល់ 89% អាចសម្រេចបាននៅពេលផ្សំជាមួយឧបករណ៍បំបែក LS ធម្មតា និងជាង 90% នៅពេលផ្សំជាមួយឧបករណ៍បំបែក hybrid ជំនាន់ថ្មី។
លើសពីនេះ កម្លាំងរុញច្រានមានលេខម៉ាចខ្ពស់ជាង 1.3 ដែលផ្តល់ឱ្យដំណាក់កាលទីមួយនូវដង់ស៊ីតេថាមពល និងសមាមាត្របង្ហាប់ខ្ពស់ជាង។ នេះក៏កាត់បន្ថយថាមពលដែលប្រអប់លេខនៅក្នុងប្រព័ន្ធ MAC បីដំណាក់កាលត្រូវតែបញ្ជូនផងដែរ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យប្រើប្រាស់ប្រអប់លេខអង្កត់ផ្ចិតតូចជាង និងប្រអប់លេខបើកបរដោយផ្ទាល់នៅដំណាក់កាលដំបូង។
បើប្រៀបធៀបទៅនឹងឧបករណ៍បំពងសំឡេងប្រភេទ LS vane ប្រវែងពេញបែបប្រពៃណី ឧបករណ៍បំពងសំឡេងប្រភេទ hybrid ជំនាន់ក្រោយមានប្រសិទ្ធភាពដំណាក់កាលកើនឡើង 2.5% និងកត្តាត្រួតពិនិត្យ 3%។ ការកើនឡើងនេះត្រូវបានសម្រេចដោយការលាយបញ្ចូលគ្នារវាងផ្លែ (ឧ. ផ្លែត្រូវបានបែងចែកជាផ្នែកដែលមានកម្ពស់ពេញ និងផ្នែកដែលមានកម្ពស់ដោយផ្នែក)។ នៅក្នុងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនេះ។
ទិន្នផលលំហូររវាង impeller និង diffuser ត្រូវបានកាត់បន្ថយដោយផ្នែកមួយនៃកម្ពស់ blade ដែលមានទីតាំងនៅជិត impeller ជាង blades នៃ diffuser LS ធម្មតា។ ដូចគ្នានឹង diffuser LS ធម្មតាដែរ គែមខាងមុខនៃ blades ប្រវែងពេញមានចម្ងាយស្មើគ្នាពី impeller ដើម្បីជៀសវាងអន្តរកម្មរវាង impeller និង diffuser ដែលអាចបំផ្លាញ blades។
ការបង្កើនកម្ពស់នៃស្លាបដែលនៅជិត impeller មួយផ្នែកក៏ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវទិសដៅលំហូរនៅជិតតំបន់រំញ័រផងដែរ។ ដោយសារតែគែមខាងមុខនៃផ្នែក vane ពេញប្រវែងនៅតែមានអង្កត់ផ្ចិតដូចគ្នានឹងឧបករណ៍បំបែក LS ធម្មតា ខ្សែបិទបើកមិនត្រូវបានប៉ះពាល់ទេ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានកម្មវិធី និងការលៃតម្រូវយ៉ាងទូលំទូលាយ។
ការចាក់ទឹកពាក់ព័ន្ធនឹងការចាក់ដំណក់ទឹកចូលទៅក្នុងចរន្តខ្យល់នៅក្នុងបំពង់បឺត។ ដំណក់ទឹកហួត ហើយស្រូបយកកំដៅពីចរន្តឧស្ម័នដំណើរការ ដោយហេតុនេះកាត់បន្ថយសីតុណ្ហភាពចូលដល់ដំណាក់កាលបង្ហាប់។ នេះបណ្តាលឱ្យមានការថយចុះនៃតម្រូវការថាមពលអ៊ីសេនត្រូពិច និងការកើនឡើងនៃប្រសិទ្ធភាពជាង 1%។
ការធ្វើឱ្យអ័ក្សហ្គែររឹងអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកបង្កើនភាពតានតឹងដែលអាចអនុញ្ញាតបានក្នុងមួយឯកតាផ្ទៃ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកកាត់បន្ថយទទឹងធ្មេញ។ នេះកាត់បន្ថយការខាតបង់មេកានិចនៅក្នុងប្រអប់លេខរហូតដល់ 25% ដែលបណ្តាលឱ្យមានការកើនឡើងនៃប្រសិទ្ធភាពសរុបរហូតដល់ 0.5%។ លើសពីនេះ ថ្លៃដើមម៉ាស៊ីនបង្ហាប់សំខាន់អាចត្រូវបានកាត់បន្ថយរហូតដល់ 1% ដោយសារតែលោហៈតិចជាងមុនត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងប្រអប់លេខធំ។
ម៉ូទ័ររុញនេះអាចដំណើរការជាមួយមេគុណលំហូរ (φ) រហូតដល់ 0.25 និងផ្តល់ក្បាលច្រើនជាងម៉ូទ័ររុញ 65 ដឺក្រេ 6%។ លើសពីនេះ មេគុណលំហូរឈានដល់ 0.25 ហើយនៅក្នុងការរចនាលំហូរទ្វេរបស់ម៉ាស៊ីន IGC លំហូរបរិមាណឈានដល់ 1.2 លានម៉ែត្រគូប/ម៉ោង ឬសូម្បីតែ 2.4 លានម៉ែត្រគូប/ម៉ោង។
តម្លៃ phi ខ្ពស់ជាងនេះអនុញ្ញាតឱ្យប្រើប្រាស់ impeller ដែលមានអង្កត់ផ្ចិតតូចជាងនៅលំហូរបរិមាណដូចគ្នា ដោយហេតុនេះកាត់បន្ថយថ្លៃដើមរបស់ម៉ាស៊ីនបង្ហាប់សំខាន់រហូតដល់ 4%។ អង្កត់ផ្ចិតនៃ impeller ដំណាក់កាលទីមួយអាចត្រូវបានកាត់បន្ថយបន្ថែមទៀត។
ក្បាល​ខ្ពស់​ជាង​នេះ​ត្រូវ​បាន​សម្រេច​ដោយ​មុំ​ពត់​កោង​នៃ​អ៊ីពែរបូល 75° ដែល​បង្កើន​សមាសធាតុ​ល្បឿន​រង្វង់​នៅ​ច្រក​ចេញ ហើយ​ដូច្នេះ​ផ្តល់​ក្បាល​ខ្ពស់​ជាង​នេះ​យោង​តាម​សមីការ​របស់ Euler។
បើប្រៀបធៀបទៅនឹង impeller ដែលមានល្បឿនលឿន និងមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ប្រសិទ្ធភាពរបស់ impeller ត្រូវបានកាត់បន្ថយបន្តិចបន្តួច ដោយសារតែការខាតបង់ខ្ពស់នៅក្នុង volute។ នេះអាចត្រូវបានផ្តល់សំណងដោយប្រើ snail ទំហំមធ្យម។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទោះបីជាគ្មាន volute ទាំងនេះក៏ដោយ ប្រសិទ្ធភាពអថេររហូតដល់ 87% អាចសម្រេចបាននៅចំនួន Mach 1.0 និងមេគុណលំហូរ 0.24។
រាង​វល្លិ៍​តូច​ជាង​អនុញ្ញាត​ឱ្យ​អ្នក​ជៀសវាង​ការ​ប៉ះទង្គិច​ជាមួយ​រាង​វល្លិ៍​ផ្សេង​ទៀត​នៅ​ពេល​ដែល​អង្កត់ផ្ចិត​នៃ​ហ្គែរ​ធំ​ត្រូវ​បាន​កាត់​បន្ថយ។ ប្រតិបត្តិករ​អាច​សន្សំ​សំចៃ​ការ​ចំណាយ​ដោយ​ប្តូរ​ពី​ម៉ូទ័រ 6 ប៉ូល​ទៅ​ម៉ូទ័រ 4 ប៉ូល​ដែល​មាន​ល្បឿន​លឿន​ជាង (1000 rpm ដល់ 1500 rpm) ដោយ​មិន​លើស​ពី​ល្បឿន​ហ្គែរ​អតិបរមា​ដែល​អនុញ្ញាត។ លើស​ពី​នេះ វា​អាច​កាត់​បន្ថយ​ថ្លៃ​ដើម​សម្ភារៈ​សម្រាប់​ហ្គែរ​រាង​វង់ និង​ហ្គែរ​ធំៗ។
ជារួម ម៉ាស៊ីនបង្ហាប់សំខាន់អាចសន្សំសំចៃថ្លៃដើមមូលធនបានរហូតដល់ 2% ហើយម៉ាស៊ីនក៏អាចសន្សំសំចៃថ្លៃដើមមូលធនបាន 2% ផងដែរ។ ដោយសារតែម៉ាស៊ីនបង្ហាប់រាងជារង្វង់មានប្រសិទ្ធភាពតិចជាងបន្តិច ការសម្រេចចិត្តប្រើប្រាស់វាភាគច្រើនអាស្រ័យលើអាទិភាពរបស់អតិថិជន (ថ្លៃដើមធៀបនឹងប្រសិទ្ធភាព) ហើយត្រូវតែវាយតម្លៃលើមូលដ្ឋានគម្រោងនីមួយៗ។
ដើម្បីបង្កើនសមត្ថភាពគ្រប់គ្រង IGV អាចត្រូវបានដំឡើងនៅពីមុខដំណាក់កាលច្រើន។ នេះផ្ទុយស្រឡះពីគម្រោង IGC មុនៗ ដែលរួមបញ្ចូលតែ IGV រហូតដល់ដំណាក់កាលដំបូង។
នៅក្នុងការធ្វើឡើងវិញមុនៗនៃ IGC មេគុណវុឌ្ឍិខ្យល់ (ឧ. មុំនៃ IGV ទីពីរចែកនឹងមុំនៃ IGV1 ដំបូង) នៅតែថេរដោយមិនគិតពីថាតើលំហូរទៅមុខ (មុំ > 0°, ក្បាលកាត់បន្ថយ) ឬវង់បញ្ច្រាស (មុំ < 0)។ °, សម្ពាធកើនឡើង)។ នេះគឺជាគុណវិបត្តិ ពីព្រោះសញ្ញានៃមុំផ្លាស់ប្តូររវាងវង់វិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាន។
ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធថ្មីអនុញ្ញាតឱ្យប្រើសមាមាត្រវិលជុំពីរផ្សេងគ្នានៅពេលដែលម៉ាស៊ីនស្ថិតនៅក្នុងរបៀបវិលជុំទៅមុខ និងបញ្ច្រាស ដោយហេតុនេះបង្កើនជួរត្រួតពិនិត្យចំនួន 4% ខណៈពេលដែលរក្សាប្រសិទ្ធភាពថេរ។
តាមរយៈការដាក់បញ្ចូលឧបករណ៍បំបែក LS សម្រាប់ impeller ដែលត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅនៅក្នុង BACs ប្រសិទ្ធភាពពហុដំណាក់កាលអាចត្រូវបានកើនឡើងដល់ 89%។ នេះ រួមផ្សំជាមួយនឹងការកែលម្អប្រសិទ្ធភាពផ្សេងទៀត កាត់បន្ថយចំនួនដំណាក់កាល BAC ខណៈពេលដែលរក្សាប្រសិទ្ធភាពរថភ្លើងទាំងមូល។ ការកាត់បន្ថយចំនួនដំណាក់កាលលុបបំបាត់តម្រូវការសម្រាប់ intercooler បំពង់ឧស្ម័នដំណើរការដែលពាក់ព័ន្ធ និងសមាសធាតុ rotor និង stator ដែលនាំឱ្យមានការសន្សំសំចៃថ្លៃដើម 10%។ លើសពីនេះ ក្នុងករណីជាច្រើន វាអាចបញ្ចូលគ្នានូវម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ខ្យល់សំខាន់ និងម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ booster នៅក្នុងម៉ាស៊ីនតែមួយ។
ដូចដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ ជាធម្មតាត្រូវការប្រអប់លេខកម្រិតមធ្យមរវាងទួរប៊ីនចំហាយទឹក និងម៉ាស៊ីន VAC។ ជាមួយនឹងការរចនា IGC ថ្មីពី Siemens Energy ប្រអប់លេខ idler នេះអាចត្រូវបានរួមបញ្ចូលទៅក្នុងប្រអប់លេខដោយបន្ថែមអ័ក្ស idler រវាងអ័ក្ស pinion និងប្រអប់លេខធំ (ប្រអប់លេខ 4)។ នេះអាចកាត់បន្ថយថ្លៃដើមសរុបនៃខ្សែ (ម៉ាស៊ីនបង្ហាប់សំខាន់បូកនឹងឧបករណ៍ជំនួយ) រហូតដល់ 4%។
លើសពីនេះ ប្រអប់លេខ 4-pinion គឺជាជម្រើសដែលមានប្រសិទ្ធភាពជាងម៉ូទ័ររមូរតូចសម្រាប់ប្តូរពីម៉ូទ័រ 6-pole ទៅ 4-pole នៅក្នុងម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ខ្យល់សំខាន់ៗធំៗ (ប្រសិនបើមានលទ្ធភាពនៃការប៉ះទង្គិចគ្នានៃរាងវ៉ុល ឬប្រសិនបើល្បឿន pinion អតិបរមាដែលអាចអនុញ្ញាតបាននឹងត្រូវបានកាត់បន្ថយ)។
ការប្រើប្រាស់របស់ពួកវាក៏កំពុងក្លាយជារឿងធម្មតានៅក្នុងទីផ្សារមួយចំនួនដែលមានសារៈសំខាន់ចំពោះការកាត់បន្ថយកាបូនក្នុងឧស្សាហកម្ម រួមទាំងម៉ាស៊ីនបូមកំដៅ និងការបង្ហាប់ចំហាយទឹក ក៏ដូចជាការបង្ហាប់ CO2 ក្នុងការអភិវឌ្ឍការចាប់យក ការប្រើប្រាស់ និងការរក្សាទុកកាបូន (CCUS)។
ក្រុមហ៊ុន Siemens Energy មានប្រវត្តិយូរអង្វែងក្នុងការរចនា និងដំណើរការ IGCs។ ដូចដែលបានបង្ហាញដោយកិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងស្រាវជ្រាវ និងអភិវឌ្ឍន៍ខាងលើ (និងផ្សេងទៀត) យើងប្តេជ្ញាបន្តច្នៃប្រឌិតម៉ាស៊ីនទាំងនេះ ដើម្បីបំពេញតម្រូវការកម្មវិធីពិសេសៗ និងបំពេញតម្រូវការទីផ្សារដែលកំពុងកើនឡើង សម្រាប់ការចំណាយទាប ប្រសិទ្ធភាពកើនឡើង និងនិរន្តរភាពកើនឡើង។ KT2