Наблюдается рост спроса на жидкий кислород. Для снижения затрат на его производство в воздухоразделительной установке (ВРУ) средней производительности предлагается использовать двухвальный детандер-компрессорный агрегат (ДКА). Для повышения его эффективности в ДКА применяется турборедуктор, позволяющий снижать число оборотов компрессорной ступени (КС) до его оптимального значения относительно частоты вращения детандерной ступени (ДС). Приводятся результаты режимной и конструктивной оптимизации ВРУ и применяемого в ней ДКА. В результате удельный расход энергии на производство жидкого кислорода удается снизить с 1,17 до 1,06 кВтч/кг по сравнению с базовой ВРУ. Приводятся 3D-модели рабочих колес КС и ДС, входящих в состав двухвального ДКА.
Lavrenchenko G.K., Plesnoy A.V. (2012). Cost reduction energy to produce liquid products in ASP medium pressure with expander-compressor units// Tekhnicheskie Gazy. [Industrial Gases]. — № 5. — P. 21-28. (Rus.). Lavrenchenko G.K., Plesnoy A.V. (2013). Reducing specific energy consumption of medium pressure and small-tonnage air separation plants// Vostochno-yevropeyskiy Zhurnal Peredovykh Tekhnologiy. [Eastern-European Journal of Enterprise Tehnologies]. — № 5/8 (65). — P. 29-34. (Rus.). Barzdaitis V., Maћeika P. (2010). Diagnostics practice of heavy duty high speed gear transmissions// Mechanika. — No. 1. — P. 58-61. Lavrenchenko G.K., Plesnoy A.V. (2013). Optimization of a two-shaft detendre compressor unit with simultaneous improvement of air-separating installations of medium productivity// Tekhnicheskie Gazy. [Industrial Gases]. — № 2. — P. 15-23. (Rus.). Lavrenchenko G.K., Plesnoy A.V. (2013). Working out the flowing part of the compressor stage for an expander-compressor unit of two-shaft design in medium pressure ASU structure// Tekhnicheskie Gazy. [Industrial Gases]. — № 3. — P. 26-32. (Rus.). Lavrenchenko G.K., Plesnoy A.V. (2013). Increasing the efficiency of the gas-expansion machine-compressor units used in the structure of the air-separating unit of medium pressure// Tekhnicheskie Gazy. [Industrial Gases]. — № 4. P. 18-23. (Rus.). Davyidov A. B., Kobulashvili A.Sh., Sherstyuk A.N. (1987). Calculation and design of turbine expanders. — Moskow: Mashinostroenie. — 231 p. (Rus.). Taran V.N. (2003) Prediction of the cryogenic turbo expander characteristics// Tekhnicheskie Gazy. [Industrial Gases]. — № 4. — P. 28-38. (Rus.). Seleznev K.P., Galerkin Y.B. (1982). Centrifugal compressors. — Leningrad.: Mashinostroenie.— 271 p. (Rus.). Chistyakov F.M., Ignatenko V.V., Romanenko N.T., Frolov E.S. (1969). Centrifugal compressor machines. — Moskow: Mechanical Engineering. — 328 p. (Rus). Krain H. (2002). Unsteady Diffuser Flow in a Transonic Centrifugal Compressor //Int. Journal of Rotating Machinery. — V. 8. — No. 3. — P. 223-231. Krain H., Hoffmann B. (2008). Flow Study of a Redesigned High-Pressure-Ratio Centrifugal Compressor// Journal of Propulsion and Power. — V. 24. — No. 5. — P. 1117-1123. Bulot N., Trebinjac I. (2008). Effect of the unsteadiness on the diffuser flow in a transonic centrifugal compressor stage// Int. Journal of Rotating Machinery. — Article ID 932593. — P. 1-11. Fleming R., Lou F., Key N. L. (2011). The Development of a High Speed Centrifugal Compressor Research Facility //49th AIAA Aerospace Sciences Meeting. — V. 7. — P. 4-7.

Воздухоразделительные установки (ВРУ) высокой производительности, работающие по циклам низкого давления воздуха, создаются на базе эффективных одновальных детандер-компрессорных агрегатов (ДКА). В них работа расширения воздуха в детандерной ступени (ДС) используется для повышения давления в компрессорной ступени (КС) воздуха, направляемого в ДС. Для ВРУ средней производительности, реализующих циклы со средним и высоким давлениями перерабатываемого воздуха, по ряду причин практически невозможно создать ДКА одновальной конструкции. Показано, что в ДКА, создаваемых для таких ВРУ, нужно применять двухвальную систему с турборедуктором. Излагается методика разработки двухвального ДКА. Определены оптимальные показатели конструкции КС, используемой в составе двухвального ДКА. С их учетом рассчитаны характеристики ВРУ средней производительности, имеющей в своей схеме двухвальный ДКА.
1. Лавренченко Г.К., Плесной А.В. Оптимизация двухвального детандер-компрессорного агрегата с одновременным совершенствованием ВРУ средней производительности// Технические газы. — 2013. — № 2. — С.15-23. 2. Лавренченко Г.К., Плесной А.В. Снижение затрат энергии при производстве жидких продуктов в ВРУ среднего давления с детандер-компрессорным агрегатом// Технические газы. — 2012. — № 5. — С. 21-28. 3. Ден Г.Н. Проектирование проточной части центробежных компрессоров: Термогазодинамические расчеты. – Л. : Машиностроение, 1980. — 232 с. 4. Епифанова В.И. Компрессорные и расширительные турбомашины радиального типа. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998. — 624 с. 5. Галеркин Ю.Б., Козаченко Л.И. Турбокомпрессоры. – СПб.: Изд-во политехн. ун-та, 2008. — 374 с.. 6. Селезнев К.П., Подобуев Ю.С., Анисимов С.А. Теория и расчёт турбокомпрессоров. — Л.: Машиностроение, 1968. — 408 с. 7. Селезнев К.П., Галеркин Ю.Б. Центробежные компрессоры. — Л.: Машиностроение, 1982. — 271 с.