Детандер

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Схема работы поршневого детандера

Дета́ндер (от франц. détendre — ослаблять) — устройство, преобразующее потенциальную энергию газа в механическую энергию. При этом газ, совершая работу, охлаждается. Используется в цикле получения жидких газов, таких как воздух и гелий. Наиболее распространены поршневые детандеры и турбодетандеры.

Применение[править | править исходный текст]

Основное применение турбодетандеры нашли в технологических процессах получения жидкого водорода, кислорода, воздуха, азота и других криогенных газов. Однако сегодня турбодетандеры начинают применяться в процессах утилизации избыточной «даровой» энергии дросселируемого природного газа на ГРС и ГРП при распределении газа, транспортируемого по магистральным газопроводам. Большие перспективы применения турбодетандеров в технологических процессах производств с применение пара в качестве основного энергоносителя (нефтеперерабатывающие и химические заводы), а также на газовых и нефтяных промыслах.

Причины разработки турбодетандеров, значимость[править | править исходный текст]

В начале XX века велись поиски способов повысить температуру в домнах, и тем самым упростить выплавку чугуна. Для этого предполагалось применять поддув в домну обогащённого кислородом воздуха. Кислород получают из жидкого воздуха посредством пофракционной перегонки. Соответственно возникла проблема получения жидкого воздуха в промышленных масштабах. Существовавший на то время способ охлаждения (дросселирование через тонкую трубку) был очень энергозатратным и не достаточно эффективным, что не позволяло применять кислород в металлургии. Попытки применять поршневые детандеры оканчивались неудачей, так как они быстро выходили из строя, забиваясь водяным льдом. Для применения поршневых детандеров воздух приходилось осушать, пропуская через специальные химические смеси, что опять же чрезмерно усложняло и удорожало процесс.

Разработка турбодетандера позволила применять кислород в доменных печах и конвертерах. Это не только упростило выплавку чугуна, но и упростило преобразование чугуна в железо (сталь). Получаемая сталь была более высокого качества, чем ранее, так как содержала меньше растворённого в ней азота. Применение чистого кислорода, вместо воздуха также существенно повышает температуру в конвертере, что позволяет в нём переплавлять существенно большее количество металлолома.

В разработке детандеров ведущую роль в СССР с 1936 года играл академик Капица, в частности предложивший усовершенствованную конструкцию турбодетандера, позволившую поднять его КПД на целых 15-20 % — с 0,52-0,58 до 0,79-0,83[1], то есть в 3 раза снизить потери (по сравнению с лучшими до того в мире турбодетандерами немецкой фирмы Линде).

Литература[править | править исходный текст]

  • Фастовский В. Г., Петровский Ю. В., Ровинский А. С. Криогенная техника, М., 1967.

Примечания[править | править исходный текст]

Ссылки[править | править исходный текст]