Expander (Strömungsmaschine2)

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Ein Expander ist eine Antriebskraftmaschine, die kontinuierlich von einem Heißgas durchströmt wird (Strömungsmaschine).

Im Gegensatz zu einer Gasturbine wird jedoch bei einem Expander kein Heißgas durch Verbrennung in einem vorgeschalteten Teil der Maschine erzeugt sondern aus externen Verbrennungs- oder Vergasungsprozessen anfallende, energiereiche Heißgase in die Maschine eingeleitet.

Dieses Heißgas entspannt in einem ein- oder mehrstufigen Turbinenteil axialer oder radialer Bauart. Dabei wird die thermische und mechanische Energie des Heißgases in mechanische Energie gewandelt, die zum Antrieb eines Generators, eines Kompressors oder einer Pumpe verwendet werden kann.

Der Expander ist eine Unterordnung der thermischen Fluidenergiemaschinen und thermischen Turbomaschine (von lat. turbare = drehen).

[Bearbeiten] Bestandteile

Der Expander besteht prinzipiell aus

• einer ein- oder mehrstufigen Abtriebswelle axialer (beschaufelte Stufen) oder radialer (Laufräder) Bauart
• den Leitstufen (Leitschaufeln oder Diffusoren)
• dem Außengehäuse.

Der Abtrieb kann am eintritts- oder am austrittsseitigen Wellenende liegen.

Ähnlich wie bei den Gasturbinen werden aufgrund der Heißgas-Parameter (Temperatur, Zusammensetzung) auch bei den Expanderbauteilen hohe Ansprüche an die verwendeten Werkstoffe bezüglich ihrer Festigkeit und Temperaturstabilität sowie Beständigkeit gegen Korrosion und Oxidation gestellt.

Es kommen daher überwiegend nur hochlegierte ferritische und austenitische Stähle sowie Nickelbasislegierungen zum Einsatz.

[Bearbeiten] Einsatzgebiete

Für Verfahrensprozesse In

• Kohle- und Ölvergasungsanlagen
• Salpetersäure- und Terephthalsäureanlagen
• Fluid Catalytic Cracking (FCC) - und Residual Catalytic Cracking (RCC) - Anlagen
• Gichtgasanlagen

werden entweder Gase mit hohen Temperaturen und hohem Druck erzeugt und nur zum Teil "verbraucht" oder entstehen dabei.

Die in diesen Heißgasen enthaltene Enthalpie kann durch Expansion in mechanische Energie umgewandelt werden und steht wieder als nutzbare mechanische Energie w_T zum Antrieb zur Verfügung.

Der Wirkungsgrad eines Expanders ist umso höher, je höher die Eintrittstemperatur der Heißgases und das Druckverhältnis der Turbine ist.

[Bearbeiten] Hersteller

GE Oil & Gas, MAN TURBO und Siemens Power Generation in Europa sowie Mitsubishi in Japan.