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关于压缩机技术你应该知道的5件事

透视

关于压缩机技术你应该知道的5件事

2021年8月12日

压缩机是能源价值链中的关键环节。它们还可以通过帮助减少排放,在能源转型中发挥作用。但首先……压缩机到底是什么?

压缩机是一种大型机械装置,利用旋转力或活塞运动来增加作用在气体上的压力,从而减少气体体积。它们在整个能源价值链中发挥着重要作用——提高各种过程的效率,最终帮助减少排放。

BCL离心式压缩机来自Baker Hughes
BCL离心式压缩机来自Baker Hughes

1.压缩机能量。

天然气田很少靠近需要能源的地方,因此天然气需要通过管道或船舶运输。像从俄罗斯到西欧或从加拿大到美国的管道,通常长达数千英里。压缩站每70英里左右建一次,以克服自然压力损失,将天然气“推”到沿线的下一个站。当管道不可行时,比如澳大利亚和日本之间的管道,天然气被压缩到10倍或更多,以冷却和液化,然后用专门的船只运输。一旦液化天然气(LNG)到达目的地,就会进行再气化,通过管道输送到城市、产业集群和其他能源大用户。

压缩机将使氢旋转能够实现。

压缩技术将是释放氢的全部能量潜力的关键。压缩机处理和加压气体-和也不例外。氢气通常是在相对较低的压力(20-30巴或更低)下产生的,在运输之前必须进行压缩。这就是压缩机在氢气压缩和输送中发挥关键作用的原因。今天用于压缩气态氢的大多数压缩机要么是正排量压缩机(往复式),要么是离心式压缩机。

往复式压缩机使用驱动器来前后移动活塞。这种运动通过减少氢所占的体积来压缩氢。往复式压缩机是最常用的压缩机的应用,需要非常高的压缩比。

氢离心式压缩机必须在叶轮处运行提示速度由于氢气的分子量较低,在减少压缩机数量的情况下,比天然气压缩机更快地达到相同的压缩比。离心压缩机由于其高吞吐量和中等压缩比,是管道运输应用的首选压缩机。

值得注意的是,压缩机目前占燃料补给站所需投资的30%以上。安全、高效和可靠的压缩技术有助于保证在所需压力下的高氢质量。

贝克休斯的湿气压缩机
贝克休斯的湿气压缩机

3.压缩机使CCUS项目成为可能。

压缩的有限公司2必须从一些最难减少的行业——石油和天然气、采矿、水泥、金属——减少碳排放,并将其运输以便最终储存。现在的压缩技术可以处理一氧化碳2并被设计来抵御它高度腐蚀性的属性。

CCUS(碳捕获、利用和储存)系统和过程因工厂规模和应用类型而异。通常存储压力将要求标称1600 psia,而当前的管道规格是2215 psia。将CCUS系统的可变操作和维护成本降到最低的一个关键是将最有效和可靠的压缩技术与捕获过程集成在一起。在今后可能需要的规模上实施CCUS的挑战将是减少安装成本和尽量减少这些过程所固有的运营成本惩罚。

例如,在压缩能力几乎相同的情况下,贝克休斯的压缩机技术近年来达到了+5%的效率,压缩机组的物理占地面积减少了15%。

4.它需要最高的工程能力来开发世界上的压缩机。

压缩机是高度复杂和高度工程化的技术,旨在管理各种气体条件。但早期的压缩技术起源于文艺复兴时期。列奥纳多·达·芬奇是第一个设想利用离心力来增加水压的人。第一台离心压缩机是在17年制造的th世纪。它被安装在一个泵中,沿着管道移动液体。它的叶轮为农业应用增加了水压力,类似的技术也用于矿井通风。

多年来,材料发生了变化,非常复杂的叶轮设计轮廓也发生了变化,从开放到封闭元素,从2D到3D叶片。如今,每个叶片的形状可以帮助提高压缩机的效率和压力,空气动力学和旋转动力学的重大进展继续推动设计的改进。

压缩机组件可根据客户需求和应用进行个性化定制。例如,像贝克休斯这样的OEM公司会根据特定的工厂、特定的气体成分、流量和压力,使用定制的和标准化的组件来设计每个压缩机。目前,贝克休斯已经在全球交付了超过10,000台离心、轴向和往复式设备,并与作业者合作,设计出最有效的解决方案,以最大限度地减少资本和运营成本。

贝克休斯的一名员工在压缩机叶轮上工作
贝克休斯的一名员工,在意大利佛罗伦萨的压缩技术设计、工程和制造中心从事压缩机叶轮的工作,这里是第一个发现离心力潜力的达芬奇的故乡。

5.压缩机技术可以留下较少的占地面积。

典型的压缩机在运行时,其动、静部件之间不可避免地会有气体泄漏,在压力非常高的情况下尤其难以防止。一些泄漏会在内部循环(降低效率和增加吸收功率),还有一些会以耀斑的形式释放到大气中。你可以在这里了解更多关于燃烧的信息

另一种先进的解决方案是将压缩机和电动机完全密封在同一个外壳内,以消除任何泄漏。转子由磁性轴承悬浮,因此不需要用油。

这是一项相当惊人的技术壮举,考虑到一个转子可以重达几吨。集成的压缩机线(ICL)贝克休斯采用了这种创新设计。目前,世界各地的运营商使用了50多个ICL机组,特别是在欧洲,在远程管道压缩站和气体存储应用中,零排放和最小化维护是非常重要的。

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