የሃንግዙ ኑዙሁ የቴክኖሎጂ ግሩፕ ኩባንያ ሊሚትድ

ደራሲ፡ ሉካስ ቢጂክሊ፣ የምርት ፖርትፎሊዮ ሥራ አስኪያጅ፣ የተቀናጀ የማርሽ ድራይቮች፣ የCO2 መጭመቂያ እና የሙቀት ፓምፖች፣ የሲመንስ ኢነርጂ።
ለብዙ ዓመታት የተቀናጀ የማርሽ መጭመቂያ (IGC) ለአየር መለያየት ፋብሪካዎች ተመራጭ ቴክኖሎጂ ሆኖ ቆይቷል። ይህ በዋነኝነት የሚከሰተው በከፍተኛ ቅልጥፍናቸው ምክንያት ሲሆን ይህም በቀጥታ ለኦክስጅን፣ ለናይትሮጅን እና ለኢነርት ጋዝ የሚወጣውን ወጪ ይቀንሳል። ሆኖም ግን፣ በዲካርቦኔዜሽን ላይ ያለው ትኩረት እየጨመረ በሄደ ቁጥር በአይፒሲዎች ላይ አዳዲስ ፍላጎቶችን ያስነሳል፣ በተለይም በቅልጥፍና እና በተቆጣጣሪ ተለዋዋጭነት ረገድ። የካፒታል ወጪ ለፋብሪካ ኦፕሬተሮች በተለይም በአነስተኛ እና መካከለኛ መጠን ባላቸው ድርጅቶች ውስጥ አስፈላጊ ነገር ሆኖ ቀጥሏል።
ባለፉት ጥቂት ዓመታት ውስጥ ሲመንስ ኢነርጂ የአየር መለያየት ገበያ ተለዋዋጭ ፍላጎቶችን ለማሟላት የ IGC አቅምን ለማስፋት የታለሙ በርካታ የምርምር እና የልማት (R&D) ፕሮጀክቶችን ጀምሯል። ይህ ጽሑፍ ያደረግናቸውን የተወሰኑ የዲዛይን ማሻሻያዎችን ያጎላል እና እነዚህ ለውጦች የደንበኞቻችንን የወጪ እና የካርቦን ቅነሳ ግቦችን እንዴት ለማሳካት እንደሚችሉ ያብራራል።
ዛሬ አብዛኛዎቹ የአየር መለያየት ክፍሎች ሁለት ኮምፕሬሰሮች የተገጠሙላቸው ናቸው፤ እነሱም ዋና የአየር መጭመቂያ (MAC) እና የማራዘሚያ አየር መጭመቂያ (BAC) ናቸው። ዋናው የአየር መጭመቂያ በተለምዶ ከከባቢ አየር ግፊት ወደ 6 ባር አካባቢ የአየር ፍሰትን ይጨምቃል። ከዚያም የዚህ ፍሰት ክፍል በBAC ውስጥ እስከ 60 ባር ድረስ ግፊት ይጨመቃል።
እንደ የኃይል ምንጭ፣ መጭመቂያው ብዙውን ጊዜ በእንፋሎት ተርባይን ወይም በኤሌክትሪክ ሞተር ይንቀሳቀሳል። የእንፋሎት ተርባይን ሲጠቀሙ፣ ሁለቱም መጭመቂያዎች በተመሳሳይ ተርባይን መንትያ ዘንግ ጫፎች በኩል ይንቀሳቀሳሉ። በጥንታዊው እቅድ፣ በእንፋሎት ተርባይን እና በ HAC መካከል መካከለኛ ማርሽ ተጭኗል (ምስል 1)።
በኤሌክትሪክ በሚነዱ እና በእንፋሎት በሚነዱ ስርዓቶች ውስጥ፣ የኮምፕሬሰር ቅልጥፍና ለዲካርቦኔዜሽን ኃይለኛ ማንሻ ነው ምክንያቱም የዩኒቱን የኃይል ፍጆታ በቀጥታ ስለሚነካ። ይህ በተለይ በእንፋሎት ተርባይኖች ለሚነዱ MGPዎች በጣም አስፈላጊ ነው፣ ምክንያቱም የእንፋሎት ምርት አብዛኛው ሙቀት የሚገኘው በቅሪተ አካል ነዳጅ በሚነዱ ቦይለሮች ውስጥ ስለሆነ።
ምንም እንኳን የኤሌክትሪክ ሞተሮች ከእንፋሎት ተርባይን ድራይቮች የበለጠ አረንጓዴ አማራጭ ቢሰጡም፣ ብዙውን ጊዜ የቁጥጥር ተለዋዋጭነት የበለጠ ፍላጎት አለ። ዛሬ እየተገነቡ ያሉት ብዙ ዘመናዊ የአየር መለያየት ፋብሪካዎች በፍርግርግ የተገናኙ እና ከፍተኛ ደረጃ ያለው የታዳሽ ኃይል አጠቃቀም አላቸው። ለምሳሌ በአውስትራሊያ ውስጥ፣ ለአሞኒያ ውህደት ናይትሮጅን ለማምረት የአየር መለያየት ክፍሎችን (ASUs) የሚጠቀሙ እና በአቅራቢያው ካሉ የንፋስ እና የፀሐይ እርሻዎች ኤሌክትሪክ እንደሚያገኙ የሚጠበቁ በርካታ አረንጓዴ የአሞኒያ ፋብሪካዎችን ለመገንባት ዕቅዶች አሉ። በእነዚህ ፋብሪካዎች የኃይል ማመንጨት ተፈጥሯዊ መለዋወጥን ለማካካስ የቁጥጥር ተለዋዋጭነት ወሳኝ ነው።
ሲመንስ ኢነርጂ የመጀመሪያውን IGC (ቀደም ሲል VK በመባል ይታወቅ ነበር) በ1948 ፈጠረ። ዛሬ ኩባንያው በዓለም ዙሪያ ከ2,300 በላይ ክፍሎችን ያመርታል፣ ከእነዚህም ውስጥ ብዙዎቹ ከ400,000 m3/h በላይ የፍሰት መጠን ላላቸው አፕሊኬሽኖች የተነደፉ ናቸው። ዘመናዊ MGPዎቻችን በአንድ ሕንፃ ውስጥ በሰዓት እስከ 1.2 ሚሊዮን ኪዩቢክ ሜትር የፍሰት መጠን አላቸው። እነዚህ በአንድ ደረጃ ስሪቶች እስከ 2.5 ወይም ከዚያ በላይ የግፊት ሬሾዎች ያላቸው የማርሽ አልባ የኮንሶል መጭመቂያዎች ስሪቶችን እና በተከታታይ ስሪቶች እስከ 6 የሚደርሱ የግፊት ሬሾዎችን ያካትታሉ።
በቅርብ ዓመታት ውስጥ፣ የ IGC ቅልጥፍናን፣ የቁጥጥር ተለዋዋጭነትን እና የካፒታል ወጪዎችን እየጨመረ የመጣውን ፍላጎት ለማሟላት፣ ከዚህ በታች የተዘረዘሩትን አንዳንድ ጉልህ የሆኑ የዲዛይን ማሻሻያዎችን አድርገናል።
በመጀመሪያው MAC ደረጃ ላይ በተለምዶ ጥቅም ላይ የሚውሉ በርካታ ኢምፔለሮች ተለዋዋጭ ቅልጥፍና የሚጨምረው የብላጩን ጂኦሜትሪ በመቀየር ነው። በዚህ አዲስ ኢምፔለር፣ እስከ 89% የሚደርሱ ተለዋዋጭ ቅልጥፍናዎች ከባህላዊ የLS ማሰራጫዎች ጋር በማጣመር እና ከአዲሱ የሃይብሪድ ማሰራጫዎች ትውልድ ጋር በማጣመር ከ90% በላይ ማግኘት ይቻላል።
በተጨማሪም፣ ኢምፔለሩ ከ1.3 የሚበልጥ የማች ቁጥር ያለው ሲሆን ይህም የመጀመሪያውን ደረጃ ከፍ ያለ የኃይል ጥግግት እና የመጭመቂያ ጥምርታ ይሰጣል። ይህም በሶስት-ደረጃ ማክ ሲስተሞች ውስጥ ማርሾች ማስተላለፍ ያለባቸውን ኃይል ይቀንሳል፣ ይህም በመጀመሪያዎቹ ደረጃዎች ትናንሽ ዲያሜትር ያላቸው ማርሾችን እና ቀጥተኛ ድራይቭ ማርሽ ሳጥኖችን መጠቀም ያስችላል።
ከባህላዊው ሙሉ ርዝመት ያለው የLS ቫን ማሰራጫ ጋር ሲነጻጸር፣ የሚቀጥለው ትውልድ ሃይብሪድ ማሰራጫ የ2.5% የደረጃ ብቃት እና የቁጥጥር ፋክተር 3% ጨምሯል። ይህ ጭማሪ የሚገኘው ምላጮቹን በማደባለቅ ነው (ማለትም ምላጮቹ ወደ ሙሉ ቁመት እና ከፊል ቁመት ክፍሎች ይከፈላሉ)። በዚህ ውቅር ውስጥ
በኢምፔለር እና በዲፊሸር መካከል ያለው የፍሰት ውጤት ከተለመደው የኤልኤስ ዲፊሸር ቢላዎች ይልቅ ወደ ኢምፔለር ቅርብ በሆነው የምላጭ ቁመት ክፍል ይቀንሳል። ልክ እንደ ተለምዷዊ የኤልኤስ ዲፊሸር፣ የሙሉ ርዝመት ቢላዎች ግንባር ቀደም ጠርዞች ቢላዎቹን ሊጎዳ የሚችል የኢምፔለር-ዲፊሸር መስተጋብርን ለማስወገድ ከኢምፔለር እኩል ርቀት ላይ ናቸው።
የብላጮቹን ቁመት ወደ ኢምፔለሩ አቅራቢያ በከፊል መጨመር በመወዛወዝ ዞን አቅራቢያ ያለውን የፍሰት አቅጣጫ ያሻሽላል። የሙሉ ርዝመት ያለው የቫን ክፍል ግንባር ቀደም ጠርዝ እንደ ተለምዷዊው የኤልኤስ ማሰራጫ ተመሳሳይ ዲያሜትር ስለሚቆይ፣ የስሮትል መስመሩ ምንም ተጽእኖ የለውም፣ ይህም ሰፋ ያለ የአጠቃቀም እና የማስተካከያ ክልል እንዲኖር ያስችላል።
የውሃ መርፌ የውሃ ጠብታዎችን በመምጠጥ ቱቦ ውስጥ ባለው የአየር ፍሰት ውስጥ ማስገባትን ያካትታል። ጠብታዎቹ ይተንና ከሂደቱ የጋዝ ፍሰት ሙቀትን ስለሚወስዱ የመግቢያውን የሙቀት መጠን ወደ መጭመቂያ ደረጃ ይቀንሳሉ። ይህም የኢሴንትሮፒክ የኃይል ፍላጎቶችን ይቀንሳል እና ከ 1% በላይ ውጤታማነትን ይጨምራል።
የማርሽ ዘንግ ማጠንከር በአንድ አሃድ አካባቢ የሚፈቀደውን ውጥረት እንዲጨምሩ ያስችልዎታል፣ ይህም የጥርስን ስፋት እንዲቀንሱ ያስችልዎታል። ይህም በማርሽ ሳጥኑ ውስጥ ያለውን የሜካኒካል ኪሳራ እስከ 25% ይቀንሳል፣ ይህም እስከ 0.5% የሚደርስ አጠቃላይ ቅልጥፍና እንዲጨምር ያደርጋል። በተጨማሪም፣ በትልቅ የማርሽ ሳጥን ውስጥ አነስተኛ ብረት ጥቅም ላይ ስለማይውል የዋናው መጭመቂያ ወጪዎች እስከ 1% ሊቀንሱ ይችላሉ።
ይህ ኢምፔለር እስከ 0.25 የሚደርስ የፍሰት ኮፊሸንት (φ) በመጠቀም ሊሠራ የሚችል ሲሆን ከ65 ዲግሪ ኢምፔለሮች በ6% የሚበልጥ ራስ ይሰጣል። በተጨማሪም የፍሰት ኮፊሸንት 0.25 ይደርሳል፣ እና በአይጂሲ ማሽን ድርብ-ፍሰት ዲዛይን ውስጥ የቮልሜትሪክ ፍሰቱ 1.2 ሚሊዮን m3/h ወይም 2.4 ሚሊዮን m3/h ይደርሳል።
ከፍ ያለ የ phi እሴት በተመሳሳይ የድምጽ ፍሰት ላይ አነስተኛ ዲያሜትር ያለው ኢምፔለር መጠቀም ያስችላል፣ በዚህም የዋናውን መጭመቂያ ዋጋ እስከ 4% ይቀንሳል። የመጀመሪያው ደረጃ ኢምፔለር ዲያሜትር የበለጠ ሊቀንስ ይችላል።
ከፍተኛው ጭንቅላት የሚገኘው በ75° የኢምፔለር ማፈንገጫ አንግል ሲሆን ይህም በመውጫው ላይ ያለውን የክብ ፍጥነት ክፍል ይጨምራል እና በዚህም እንደ ዩለር እኩልታ ከፍ ያለ ጭንቅላት ይሰጣል።
ከከፍተኛ ፍጥነት እና ከፍተኛ ብቃት ኢምፐለሮች ጋር ሲነጻጸር የኢምፐለሩ ውጤታማነት በትንሹ ይቀንሳል በቮልቱ ውስጥ ከፍተኛ ኪሳራ ስለሚያስከትል። ይህ መካከለኛ መጠን ያለው ቀንድ አውጣ በመጠቀም ሊካስ ይችላል። ሆኖም፣ እነዚህ ቮልቱቶች ባይኖሩም እንኳ እስከ 87% የሚደርስ ተለዋዋጭ ቅልጥፍና በ1.0 የማች ቁጥር እና በ0.24 የፍሰት ኮፊሸንት ላይ ሊገኝ ይችላል።
አነስተኛው ቮልት የትልቁ ማርሽ ዲያሜትር ሲቀንስ ከሌሎች ቮልት ጋር እንዳይጋጩ ያስችልዎታል። ኦፕሬተሮች ከ6-ፖል ሞተር ወደ ከፍተኛ ፍጥነት ያለው ባለ 4-ፖል ሞተር (ከ1000 rpm እስከ 1500 rpm) በመቀየር ወጪዎችን መቆጠብ ይችላሉ። በተጨማሪም፣ ለሄሊካል እና ለትላልቅ ማርሽዎች የቁሳቁስ ወጪዎችን ሊቀንስ ይችላል።
በአጠቃላይ፣ ዋናው መጭመቂያ እስከ 2% የሚደርስ የካፒታል ወጪዎችን መቆጠብ ይችላል፣ በተጨማሪም ሞተሩ በካፒታል ወጪዎች 2% መቆጠብ ይችላል። የታመቁ ቮልዩቶች በተወሰነ ደረጃ ውጤታማ ስላልሆኑ፣ እነሱን የመጠቀም ውሳኔ በአብዛኛው የሚወሰነው በደንበኛው ቅድሚያ የሚሰጣቸው ነገሮች (ወጪ እና ቅልጥፍና) ላይ ሲሆን በፕሮጀክት መሰረት መገምገም አለበት።
የመቆጣጠሪያ አቅምን ለመጨመር፣ IGV በበርካታ ደረጃዎች ፊት ለፊት ሊጫን ይችላል። ይህ ከቀደሙት የIGC ፕሮጀክቶች ጋር ፍጹም ተቃራኒ ነው፣ እነዚህም እስከ መጀመሪያው ምዕራፍ ድረስ IGVዎችን ብቻ ያካተቱ ናቸው።
ቀደም ባሉት የIGC ድግግሞሾች፣ የቮርቴክስ ኮፊሸንት (ማለትም፣ የሁለተኛው IGV አንግል በመጀመሪያው IGV1 አንግል የተከፈለ) ፍሰቱ ወደፊት (አንግል > 0°፣ የሚቀንስ ጭንቅላት) ወይም የተገላቢጦሽ ሽክርክሪት (አንግል < 0) ቢሆንም፣ ግፊቱ ይጨምራል። ይህ ጎጂ ነው ምክንያቱም የአንግል ምልክቱ በአዎንታዊ እና በአሉታዊ ሽክርክሪቶች መካከል ስለሚለዋወጥ።
አዲሱ ውቅር ማሽኑ ወደፊት እና በተገላቢጦሽ ሽክርክሪት ሁነታ ላይ ሲሆን ሁለት የተለያዩ የሽክርክሪት ሬሾዎችን ለመጠቀም ያስችላል፣ በዚህም የቁጥጥር ክልሉን በ4% ይጨምራል፣ የማያቋርጥ ቅልጥፍናን ይጠብቃል።
በBACs ውስጥ በተለምዶ ጥቅም ላይ የሚውለውን ኢምፔለር የLS ማሰራጫ በማካተት፣ ባለብዙ ደረጃ ቅልጥፍና ወደ 89% ሊጨምር ይችላል። ይህ ከሌሎች የቅልጥፍና ማሻሻያዎች ጋር ተዳምሮ የBAC ደረጃዎችን ቁጥር ይቀንሳል፣ አጠቃላይ የባቡር ቅልጥፍናን ይጠብቃል። የደረጃዎችን ብዛት መቀነስ የኢንተርኮይለር፣ ተያያዥ የሂደት ጋዝ ቱቦዎች፣ እና የሮተር እና የስታተር ክፍሎችን አስፈላጊነት ያስወግዳል፣ ይህም 10% የወጪ ቁጠባን ያስከትላል። በተጨማሪም፣ በብዙ አጋጣሚዎች ዋናውን የአየር መጭመቂያ እና የማጠናከሪያ መጭመቂያ በአንድ ማሽን ውስጥ ማዋሃድ ይቻላል።
ቀደም ሲል እንደተጠቀሰው፣ በእንፋሎት ተርባይን እና በVAC መካከል መካከለኛ ማርሽ ያስፈልጋል። ከሲመንስ ኢነርጂ የተገኘው አዲሱ የአይጂሲ ዲዛይን፣ ይህ የአይድል ማርሽ በፒኒዮን ዘንግ እና በትልቁ ማርሽ (4 ማርሽ) መካከል የአይድል ዘንግ በመጨመር ወደ ማርሽ ሳጥኑ ውስጥ ሊዋሃድ ይችላል። ይህም አጠቃላይ የመስመር ወጪን (ዋና መጭመቂያ እና ረዳት መሳሪያዎች) እስከ 4% ሊቀንስ ይችላል።
በተጨማሪም፣ ባለ 4-ፒንዮን ጊርስ ከታመቀ የመሸብለያ ሞተሮች ይልቅ በትልቅ ዋና የአየር መጭመቂያዎች ውስጥ ከ6-ፖል ወደ ባለ 4-ፖል ሞተሮች ለመቀየር የበለጠ ቀልጣፋ አማራጭ ነው (የቮልት ግጭት ሊኖር የሚችል ከሆነ ወይም ከፍተኛው የሚፈቀደው የፒንዮን ፍጥነት የሚቀንስ ከሆነ)።
የእነሱ አጠቃቀም በኢንዱስትሪ ዲካርቦኔዜሽን ላይ ጠቃሚ በሆኑ በርካታ ገበያዎች ውስጥም የተለመደ እየሆነ መጥቷል፣ ይህም የሙቀት ፓምፖችን እና የእንፋሎት መጭመቂያን እንዲሁም በካርቦን መያዝ፣ አጠቃቀም እና ማከማቻ (CCUS) ልማት ውስጥ የካርቦን ካርቦን መጭመቂያን ጨምሮ።
ሲመንስ ኢነርጂ IGCዎችን በመንደፍና በማንቀሳቀስ ረጅም ታሪክ አለው። ከላይ በተጠቀሱት (እና በሌሎች) የምርምርና የልማት ጥረቶች እንደተረጋገጠው፣ ልዩ የሆኑ የማመልከቻ ፍላጎቶችን ለማሟላት እና እያደገ የመጣውን የገበያ ፍላጎት ለማሟላት እነዚህን ማሽኖች ያለማቋረጥ ለማፍለቅ ቁርጠኛ ነን፤ ይህም ዝቅተኛ ወጪዎችን፣ የጨመረ ቅልጥፍናን እና የጨመረ ዘላቂነትን ያስከትላል።