增压透平膨胀机简介

• 油冷却器，一般一年进行一次清洗。如果
冷却水不干净，清洗次数还要增加。
• 油过滤器，如发现过滤器阻力明显增加，
就应进行清洗或更换滤芯。
• 增压机后冷却器，一般一年清洗一次，如
工作时发生窜漏，阻力突然增大，换热效 果变差，则应立即检查原因并加以检修。
增压机回流阀
• 设置该阀有以下三个用途：
a. 压力调节：根据空分流程的要求，一般希望 增压机出口压力保持恒定，阀的开大或关小，可 使压力降低或升高，该阀在仪控系统自动控制下 则可达到压力恒定的目的。
b. 防喘振：增压机在一定的进口流量和转速下， 当进口流量小到一定数值时，机器会发生喘振， 此时压力会大幅度波动，并发出强烈的“喘气” 声响和振动，将引起机器损坏，为防止这种情况 出现，该阀会在进口流量小到一定数值时自动打 开。所给定的防喘振流量是根据进口压力，进口 温度，转速均为额定值的情况，当这些条件不同 时，对防喘振流量值应予修正。
• 轴承：轴承型面是精心设计并通过机械加
工而保证的。因此其内孔和止推面都不允 许进行任意修正，如果发现由于暂时超负 荷或润滑不良而引起轴承损伤，就应更换 轴承。
• 增压机叶轮：如供应的气体不干净将引起
增压机叶片的磨蚀，以致破坏平衡，这种 情况与膨胀机叶轮动平衡破坏相类似。 需要说明的是，无论是膨胀机叶轮、增压 机叶轮或其它零部件需要更换时，必须更 换整个转子而不能单独更换叶轮或其它零 部件。
在危急情况下，膨胀机仪控系统联锁即切断 电磁阀电源，使紧急断阀快速关闭与此同时增压 机回流阀自动全开。
增压机后冷却器
为了将增压机出口高温气体冷却以达 到空分流程的要求，设置了其冷却器，用 冷却水进行冷却，调节进水量可以达到调 节出口气体温度的目的，冷却器工况的控 制根据其技术参数和流程需要来进行。
• 膨胀机叶轮：与喷咀
叶片相同的原因，也 可能造成对叶片进口 边磨蚀，如果磨蚀严 重甚至出现凹坑时应 更换工作轮。
• 膨胀机与增压机叶轮密封盖易遭轻微磨损。
如磨损严重，就必须更换，其装配间隙见 图。
• 轴密封套：轴密封套在运行时孔也会产生
轻微磨损。如磨损严重，就应调换轴密封， 因为过度磨损会使轴承温度降低并增加漏 气损失。轴密封的径向间隙为0～0.04mm 当增大到0.1就应予以调换。
膨胀机气量调节是依靠安装在冷箱顶 上的气动薄膜执行机构带动喷嘴叶片转动， 从而改变其通道截面积来实现的，执行机 构的阀杆行程反映了喷嘴通道宽度的变化， 阀杆总行程约为40毫米，阀杆下移使喷嘴 通道开大，上移则关小。
扩压器
工作轮 喷嘴 蜗壳
膨胀机的结构
主轴
增压轮
密封
轴承 增压机蜗壳
膨胀机的结构
▪ 蜗壳：为不锈钢焊接结构，固定增压机叶 轮在机身上，通过机身与底座相连，蜗壳 内容纳有喷嘴和膨胀机叶轮。
润滑油采用N32透平油，为保证油的品质， 在开始运转300小时后要进行一次换油，以后在油 过滤器清洁的前提下每年至少换一次油，只有在 经过检查确认油的特性良好的前提下，才可延长 换油时间。

紧急切断阀
在膨胀机进口处设置了一个紧急切断阀，当 机组处于危险状态时，根据各危险点发出的联锁 信号，此阀能在很短时间内关闭，从而切断气源， 使其快速停车，起到安全保护作用。
透平膨胀机的冷量产生
从气体流经膨胀机的整个过程来看， 气体压力降低是一膨胀过程，同时对外输 出了功。输出外功是消耗了气体内部的能 量，反映出温度的降低和焓值的减小，即 是从气体内部取走了一部分能量，也就是 通常所说的制冷量。
膨胀机工作过程
工作介质由进口管进入蜗壳，经可调 喷嘴再进入工作轮做功，然后经扩压室、 排气管排出。
c. 开大回流阀：可增加增压机的负荷使膨胀机 减速
维护说明
• 喷嘴：只要供应的气体是
清洁的，即使喷嘴叶片的 光泽变暗，也不会影响效 率，但如气体中含有较大 的即使少量的固体颗粒或 二氧化碳产生的液滴时， 就会产生喷嘴叶片的磨蚀， 严重时会出现凹坑，这样 就会使效率明显下降，这 时就应更换喷嘴。在装置 启动期间，最容易产生磨 蚀。因此装置操作时要特 别注意。
透平膨胀机的工作原理
透平膨胀机是一种旋转式制冷机械，他由蜗 壳、导流器、工作轮和扩压器等主要部分组成。 当具有一定压力的气体进入膨胀机的蜗壳后，被 均匀分配到导流器中，导流器上装有喷嘴叶片。 气体在喷嘴中将气体的热力学能（内能）转换成 流动的动能，气体的压力和焓降低，出喷嘴的流 速可高达200m/s左右。当高速气流冲到叶轮的 叶片上时，推动叶轮旋转并对外做功，将气体的 动能转化为机械能。通过转子轴带动制动风机、 发电机或增压机对外输出功。
供油系统
该供油系统由单独的系统组成，主要包括油 箱、三螺杆油泵、油冷却器、温控阀、囊式蓄能 器等。润滑油进入油泵升压后进入油冷却器和切 换式油过滤器，再分别进入各轴承，最后由机身 内腔汇入回油管回到油箱，另外设置了一蓄能器， 在油泵启动后自动充油，用于油压降低或油泵停 转后，机组联锁停车时能继续供油一段时间（约1 分钟），确保轴承的安全。
• 喷嘴环—叶片镶于底
盘上构成流道，是膨 胀机能量转化的主要 部件。流速升高，压 力降低。
• 扩压器—将从工作轮
出来的气体流速进一 步降低，减少流动损 失。
离心增压机
增压机由进气室、叶轮、扩压器、蜗 壳组成，其叶轮与膨胀机叶轮置于同一轴 上，二者转速相同，由膨胀机叶轮发出的 机械功驱动其旋转，气体进入叶轮后，被 加速、增压，进入扩压器之后，又进一步 减速增压，最后汇集于蜗壳排出机外，经 冷却降温后进入板式换热器，再进入膨胀 机。
▪ 转子：二端分别装有膨胀机叶轮和增压机 叶轮，为一刚性转子，套装在机身轴承上。
▪ 轴承：前、后轴承均为径向推力联合式轴 承，由进油管供给清洁而充足的润滑油， 使转子能长期稳定运转，采用铂电阻温度 计测量轴承温度。
▪ 轴密封：在靠近二叶轮的轴上各置有一迷 宫密封套，使得气体外漏量控制在最小的 范围内，在靠近膨胀机的密封套内充入常 温密封气（干燥空气或氮气）以阻止流经 膨胀机的低温气体外泄，而跑“冷”，为 控制喷咀出口的气体与膨胀机端密封气之 间的压力差维持在0.05MPa左右，特设置 一精密减压阀，增压机端的密封套内充 入～0.5MPa压力的密封气（干燥空气）。