透平膨胀机培训资料
透平膨胀机基础知识
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透平膨胀机基础理论简介一、概述目前低温技术应用非常广泛,从航天到超导,从气体分离到能量回收等,而低温能量的获得主要靠气体的膨胀,特别是气体的等熵绝热膨胀,透平膨胀机则是实现这一膨胀的有效设备,现已广泛用到气体液化分离、能量综合利用等方面。
二、膨胀机的形式1、活塞式膨胀机:通称容积型,其特点是适宜于小流量、高压力、大膨胀比工况;缺点是复杂、体积大、易损件多、操作维护复杂。
2、透平膨胀机:通称速度型,其特点是转速高、体积小、重量轻、结构简单、易损件少、因而制造维修工作量小,适宜于大流量、中高压力而初温较低。
按工作原理分:1)冲动式:膨胀过程几乎完全在静止的喷嘴中进行;2)反作用式:膨胀过程不仅在静止的喷嘴中进行,还在叶轮中进一步膨胀。
按气流流流动方向分:1)径流式:气体在垂直于旋转轴的平面内沿半径方向流动;2)轴流式:气体沿着平行于工作轮旋转轴方向流动;3)径轴流式:气体由径向流入工作轮而由轴向流出。
三、透平膨胀机基本结构及工作原理1、基本结构膨胀机由通流部分、制动器及机身三部分组成膨胀机通流部分:蜗壳、喷嘴、工作轮、扩压器制动器:1)压缩机——入口管、叶轮、扩压器、蜗壳2)风机——入口管、叶轮、扩压器、蜗壳3)电机或油制动器机身:支撑和隔热作用2、工作原理1)气体在喷嘴中流动设置喷嘴的目的是使气流的动力能转变为气流的速度能并且使气流降温,在喷嘴前后存在着压差,这些压差推动着气流流动。
当气流通过喷嘴时由于减压膨胀而使焓值降低,即使压力、温度下降,这些焓降转变成气流的动能,使在喷嘴出口处气流获得巨大的速度,因此喷嘴主要解决的问题是保持合理的形状以减小各种损失。
喷嘴在结构上可分为三段:即进口段、主体段、出口段主体段又可分为2类:渐缩喷嘴(当喷嘴出口马赫数小于等于1)缩放喷嘴(当喷嘴出口马赫数大于1)2)气体在工作轮中的流动(反动式透平膨胀机)工作轮的作用:(1)把喷嘴出来的高速气体的动能,通过工作轮转化为机械能并由主轴外输出做功,以降低内能使温度进一步降低。
透平膨胀机培训资料
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.透平膨胀机培训资料一、膨胀机的工作原理工作原理透平膨胀机是空气分离设备及天然气(石油气)液化分离设备和是保证整套设备稳定运低温粉碎设备等获取冷量所必需的关键部机,其主要原理是利用有一定压力的气体在透平膨胀机内进行的心心脏。
从而使气体自身强烈地行绝热膨胀对外做功而消耗气体本身的内能,发透平膨胀机输出的能量由同轴的增压机、冷却而达到制冷的目的。
电机回收或制动风机、油等消耗。
其工作的对象主要是生产冷量造成低温,膨胀机主要是被用来即由压就具有一定的能量,气体。
当气体具有一定的压力和温度时。
而这两种能量总称为内能,力而体现的势能与由温度所体现的动能。
膨胀机主要的作用是利用气体通过膨胀机的过程中的内能降低并对并由于气体内能的降低并对外输出功使气体的压力和温度外输出功。
大幅度降低从而达到制冷与降温的目的。
喷咀是一种由多个膨胀机主要的工作是在喷咀及叶轮中完成。
当高压的气体通精心设计的叶片所组成的喷射通道(即喷咀流道)过喷咀流道时,由于喷射作用使气体的速度迅速上升并可达到音速。
而气体的压力和温度则很快下降。
从而达到降温的目的。
叶轮则是接受从喷咀出来的高速气体,由于喷咀出来的气体其速资料word.当高速气体冲击叶轮度达到或超过音速,而且温度已经大幅度降低,气使叶轮高速转动。
叶轮是一个由多个叶片所组成轮子,的叶片时,称为径轴流叶轮。
体从半径方向流入,而从与主轴轴线平行方向流出,而叶轮的通道是经过精心的设计,叶轮中每两个叶片围成一个通道。
由于高速转低温的气体通过叶轮通道时,且是渐渐扩大的。
当高速、同时气体在不断变大的通道中流动时压使气体的速度很快下降,动。
这样气因为压力与速度下降使气体的内能的降低,力也进一步下降,由于膨胀机从而达到降温与制冷的目的。
体温度进一步大幅度降低。
带动了与膨胀机轮子在同一轴上另一端的增压机叶轮子的飞速转动,增压机叶轮的转动,增压机叶轮的转动压缩了通过增压机叶轮气体,而且也控制了膨胀机的轮不仅压缩了气体,利用了膨胀发出的功率,转速。
空分设备基础知识讲座第六讲向心透平膨胀机_二_郭有仪
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第章膨胀机培训资料
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该式适用于有摩擦的不可逆绝热流动过程。
对于以某一旋转速度工作的膨胀机工作轮来说,可以导出一元稳定流动时的动量方程式:
(5.2-8)
式中:h工质的比焓(J/kg)
w工质的相对速度(m / s)
u工质的牵连速度(m / s)
式(5.2-8)是计算透平膨胀机工作轮中流动的重要公式,它适用于一元稳定流动绝热非等熵热力过程。在工作轮进出口相对速度w1和w2相同的条件下,从式中可以看出不同形式叶轮的工作情况:
喷嘴是由一组喷嘴叶片均布而成的一组叶栅,在透平膨胀机中为了使工作轮能有效地获得尽可能大的动量矩,喷嘴总是按圆周分布的且有一定倾斜角。气体在喷嘴中完成的能量转换约占总量的50%左右,它是透平膨胀机的重要部件之一。从结构上看,喷嘴由三部分所组成:进口段1、主体段2和出口段3,如图3-2.3-2所示。进口段是把从蜗壳出来的气体导入喷嘴主体,在进口段气流速度较低,能量转换很少。主体段是气体膨胀的主要部分,根据膨胀比的大小可以是收缩型通道,也可以是缩-放型通道。出口段是由出口正截面、单侧的叶型面和出口圆弧面组成的一
(5.2-14)
速度系数φ是一种综合性的经验损失系数,它的影响因素很多,如喷嘴的结构尺寸、叶片形状、加工质量、气流参数等。对于现代大中型透平膨胀机来说,速度系数φ一般在0.92~0.98之间。
2)喉部和临界截面
由连续性方程和动量方程可以得到一元稳定等熵流动方程式:
(5.2-15)
对于某一工质,在稳定流动时m、p0、Z0、T0、R都是常数,(5.2-15)式表述了流道截面积f和膨胀过程中压力p的关系。图5.2.3-3表示出了流量密度m/f和压力比p/p0的变化关系。
实际气体状态方程的形式很多,大多数都很复杂,不便于工程上的计算。相对来说,在空分设备用透平膨胀机的计算中,利用压缩性系数Z来对理想气体状态方程进行修正是最方便的,精度也能满足要求。
透平膨胀机培训资料最新版
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精品天然气透平膨胀机培训教程四川空分设备(集团)有限责任公司2010年 04月第一部分基础理论简介一、概述目前低温技术应用非常广泛,从航天到超导,从气体分离到能量回收等,而低温能量的获得主要靠气体的膨胀,特别是气体的等熵绝热膨胀,透平膨胀机则是实现这一膨胀的有效设备,现已广泛用到气体液化分离、能量综合利用等方面。
二、膨胀机的形式1、活塞式膨胀机:通称容积型,其特点是适宜于小流量、高压力、大膨胀比工况;缺点是复杂、体积大、易损件多、操作维护复杂。
2、透平膨胀机:通称速度型,其特点是转速高、体积小、重量轻、结构简单、易损件少、因而制造维修工作量小,适宜于大流量、中高压力而初温较低。
按工作原理分:1)冲动式:膨胀过程几乎完全在静止的喷嘴中进行;2)反作用式:膨胀过程不仅在静止的喷嘴中进行,还在叶轮中进一步膨胀。
按气流流流动方向分:1)径流式:气体在垂直于旋转轴的平面内沿半径方向流动;2)轴流式:气体沿着平行于工作轮旋转轴方向流动;3)径轴流式:气体由径向流入工作轮而由轴向流出。
4)透平膨胀机基本结构及工作原理1)基本结构膨胀机由通流部分、制动器及机身三部分组成膨胀机通流部分:蜗壳、喷嘴、工作轮、扩压器制动器:1)压缩机——入口管、叶轮、扩压器、蜗壳2)风机——入口管、叶轮、扩压器、蜗壳3)电机或油制动器机身:支撑和隔热作用3、工作原理1)气体在喷嘴中流动设置喷嘴的目的是使气流的动力能转变为气流的速度能并且使气流降温,在喷嘴前后存在着压差,这些压差推动着气流流动。
当气流通过喷嘴时由于减压膨胀而使焓值降低,即使压力、温度下降,这些焓降转变成气流的动能,使在喷嘴出口处气流获得巨大的速度,因此喷嘴主要解决的问题是保持合理的形状以减小各种损失。
喷嘴在结构上可分为三段:即进口段、主体段、出口段主体段又可分为2类:渐缩喷嘴(当喷嘴出口马赫数小于等于1)缩放喷嘴(当喷嘴出口马赫数大于1)2)气体在工作轮中的流动(反动式透平膨胀机)工作轮的作用:(1)把喷嘴出来的高速气体的动能,通过工作轮转化为机械能并由主轴外输出做功,以降低内能使温度进一步降低。
透平膨胀机培训资料最新版
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透平膨胀机培训资料最新版透平膨胀机是一种常见的动力设备,广泛应用于航空、航天、能源等领域。
它以其高效、可靠的特点备受青睐。
为了更好地了解和掌握透平膨胀机的工作原理和操作技巧,培训资料的更新与完善显得尤为重要。
一、透平膨胀机的工作原理透平膨胀机是一种基于透平原理工作的设备。
透平膨胀机通过将高压气体进入透平机组,利用气体的膨胀来驱动透平转子旋转,从而产生动力。
透平机组由固定叶片和转动叶片构成,通过气体的压力差来实现能量转换。
透平膨胀机的工作原理类似于蒸汽轮机,但其工作介质可以是气体或液体。
二、透平膨胀机的应用领域透平膨胀机广泛应用于航空、航天、能源等领域。
在航空领域,透平膨胀机被用于飞机的辅助动力装置,为飞机提供电力和空调等服务。
在航天领域,透平膨胀机被用于航天器的推进系统,帮助航天器实现姿态调整和轨道变换。
在能源领域,透平膨胀机被用于燃气轮机的废热回收系统,提高能源利用效率。
三、透平膨胀机的操作技巧1. 安全操作:在操作透平膨胀机时,首先要确保设备处于安全状态。
操作人员应熟悉透平膨胀机的安全操作规程,并严格按照规程进行操作。
在操作过程中,要注意观察设备运行状态,及时发现并处理异常情况。
2. 维护保养:透平膨胀机的维护保养工作对于设备的正常运行至关重要。
定期检查设备的润滑系统、冷却系统和密封系统,确保其正常运行。
同时,及时清理设备的积尘和异物,保持设备的清洁。
3. 故障排除:在透平膨胀机运行过程中,可能会出现各种故障。
操作人员应熟悉透平膨胀机的常见故障及其排除方法,能够迅速判断故障原因,并采取相应措施进行修复。
同时,要及时记录故障信息,为后续的维修工作提供参考。
四、透平膨胀机培训资料的更新与完善随着技术的不断发展和应用领域的不断扩大,透平膨胀机培训资料的更新与完善显得尤为重要。
培训资料应包括透平膨胀机的工作原理、应用领域、操作技巧等方面的内容。
同时,培训资料还应结合实际案例,以便操作人员更好地理解和应用知识。
透平膨胀机培训资料最新版
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透平膨胀机培训资料最新版一、引言透平膨胀机是一种常见的能量转换设备,广泛应用于航空、石油化工、电力等领域。
为了提高工作人员对透平膨胀机的理解和操作技能,特编写本培训资料,以便更好地掌握透平膨胀机的原理、结构、工作过程以及维护保养等方面的知识。
二、透平膨胀机概述1. 透平膨胀机的定义和分类透平膨胀机是一种通过透平转动来实现能量转换的机械设备,根据其用途和工作原理的不同,可以分为工艺透平膨胀机和发电透平膨胀机两大类。
2. 透平膨胀机的工作原理透平膨胀机利用高温高压气体的能量来推动透平转动,从而实现能量的转换。
其工作过程主要包括进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个阶段。
3. 透平膨胀机的结构组成透平膨胀机主要由透平、轴承、转子、定子、进气系统、排气系统等部件组成。
其中透平是透平膨胀机的核心部件,其结构形式包括径向透平和轴向透平两种。
三、透平膨胀机的工作过程1. 进气过程透平膨胀机的进气过程主要包括进气阀的开启、气体的进入和进气压力的控制等步骤。
2. 压缩过程进入透平膨胀机的气体在压缩过程中逐渐增加压力和温度,通过透平的转动来实现气体的压缩。
3. 燃烧过程透平膨胀机的燃烧过程主要是指燃气透平膨胀机中的燃烧过程,通过燃烧产生的高温高压气体来推动透平转动。
4. 膨胀过程透平膨胀机的膨胀过程是指高温高压气体通过透平的膨胀来释放能量,从而实现能量的转换。
5. 排气过程透平膨胀机的排气过程主要包括排气阀的开启、气体的排出和排气压力的控制等步骤。
四、透平膨胀机的维护保养1. 透平膨胀机的日常维护透平膨胀机的日常维护主要包括定期检查透平膨胀机的运行情况、清洁透平膨胀机的外表、检查润滑油的情况等。
2. 透平膨胀机的故障排除透平膨胀机在运行过程中可能会出现各种故障,如振动、温度异常、噪音增大等。
针对不同的故障情况,需要进行相应的排除措施。
3. 透平膨胀机的定期维护透平膨胀机的定期维护主要包括更换润滑油、检查轴承磨损情况、清洗冷却系统等工作,以确保透平膨胀机的正常运行。
膨胀机培训教案
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课时:
培训目的和应取得的效果:了解透平膨胀机的主要结构、原理,操作上应注意的事项,能初步分析判断设备故障。
一、透平膨胀机基本结构
1、整机结构立体示意图,见图1、图2。
(图1机体示意)
(图2主机立体剖视)
(图3机芯装配示意)
类型:可分为反作用式和冲动式。
反作用式(反动式):气体在工作轮中具有一定的膨胀。
新膨胀机安装好后要进行跑合,检修更换了新密封同样也要进行跑合操作。
六、膨胀机操作应注意的事项
1、不用改变转速的方法来调节制冷量;产生冲击进气,膨胀机的效率降低,可造成流通部分的机械损坏。
2、降低制冷量常用质调节,即关小机前调节阀,降低膨胀机前的压力。中小型空分热效率下降,等熵焓降不能全利用。转动喷嘴调节对大型空分有利。
冲动式;气体不发生膨胀,仅推动叶轮对外作功。
反作用式膨胀机的主要结构;蜗壳、导流器(喷咀)、工作轮和风机轮、轴、轴承、扩压器、机体及密封等。
1、蜗壳:圆型截面单蜗室(见图示);主要作用是将气体均匀地分配给导流器及工作轮进行能量交换。
2、导流器:可转动叶片喷嘴;使气体进入工作轮时具有一定动量矩的零件。
从图中可看出,U`1减小,相对速度W`1的方向也改变。
三、透平膨胀机的基本损失与效率
1、流动损失:气流流过导流器和工作轮时,由于流道表面的摩擦、局部产生漩涡、气流撞击等产生的损失。
2、摩擦鼓风损失(作图):工作轮轮盘周围的气体对叶轮的转动产生摩擦力,从而引起的摩擦热使气体的温度升高的损失。(轮背气体摩擦)
二、透平膨胀机工作原理:
1、基本工作原理:压缩气体通过喷嘴和膨胀机工作轮时进行膨胀,推动工作轮回转输出外功,而消耗本身的内能,产生冷量,使气体温度降低。
透平膨胀机培训
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一、反动式透平膨胀机:工质在工作轮中膨胀的程度 称为反动度。具有一定反动度的透平膨胀机就称反 动式透平膨胀机。
冲动式透平膨胀机:反动度很小甚至接近于零,工 作轮基本上由喷嘴出口的气流推动而转动,并对外 做功,这种透平膨胀机称为冲动式透平膨胀机。
二、根据工质在工作轮中流动的方向,透平膨胀机可 分为径流式、径-轴流式和轴流式。
五、按照透平膨胀机轴承的不同形式,可 分为油轴承透平膨胀机、气体轴承透平膨 胀机和磁轴承透平膨胀机等。
1、气体在蜗壳中的流动:进入蜗壳的介质速度较小, 蜗壳一般设计成无能量转换型,只是将气流均匀地分 配并导入喷嘴环,起导向作用。圆形和矩形截面使用 的较多,其他还有梯形、三角形截面。
2、气体在喷嘴中的流动:在透平膨胀机中为了使工作 轮能有效地获得尽可能大的动量矩。喷嘴总是按圆周 分布、且有一定的倾斜角。气体在喷嘴中完成的能量 转换约占总量的50%左右,它是膨胀机的重要部件之 一。
➢ 活塞式膨胀机是利用工质在可变容积中进行膨胀输出 外功,也称容积型膨胀机。工质在汽缸内推动活塞输 出外功,同时本身内能降低。
➢ 透平膨胀机是利用工质在流道中流动时速度的变化来 进行能量转换,也称速度型膨胀机。工质在透平膨胀 机的通流部分中膨胀获得动能,并由工作轮轴端输出 外功,因而降低了膨胀机出口工质的内能和温度。
如果工作轮叶片两侧有轮盘和轮盖,则称为闭式工作 轮。没有轮盖只有轮盘的则称为半开式工作轮。轮 盖和轮盘都没有的(轮盘只有中心部分)称为开式 工作轮。
三、按照工质在膨胀过程所处的状态,膨 胀机可分为气相透平膨胀机和两相透平膨 胀机。
四、按照透平膨胀机制动方式,可分为风 机制动透平膨胀机、增压机制动透平膨胀 机、电机制动透平膨胀机和油制动透平膨 胀机。
透平膨胀机
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透平膨胀机1. 概述;2. 透平膨胀机组组成;3. 透平膨胀机本体组成;4. 透平膨胀机基本理论;5. 透平膨胀机各部分的详细结构分析;(通流部分,机体,制动端)6. 辅助设备:电、仪、控;7. 透平膨胀机操作及常见故障分析;一、 概述1、 两个概念(1)焓:PV U h +=U :内能是动能和位能之和,动能:分子运动;位能:工质分子间的相互作用力;P :工质压力; V :质量体积;PV :表示工质做功的能力;工质从一种状态到另一种状态:21h h h -=∆。
(2)熵:衡量两种状态可逆程度(理解性); 222111,,,,T V P T V P →熵不变化:可逆程度100%; 熵增加:越大,可逆程度越低;对膨胀机来说熵增小,则说明膨胀机的膨胀效率高; 熵只有不变或增加,不会变小,即熵增原理; 透平:靠旋转作功的一类机械; 2、 工作原理绝热等熵过程如下图:工质从2211,,T P T P →,21T T >①低温工质温度下降50~70℃,焓降:21h h h -=∆ ②对外作功:h ∆转化为动能,增压机或风机的动能;3、 膨胀过程与压缩过程两个过程是互逆过程; 膨胀过程:工质:压力降低,焓值降低,温度降低,对外输出功;压缩过程:工质:压力增加,焓值增加,温度升高,需要外功;4、应用领域两种作用的利用:①低温工质:空气分离,液化装置,航空领域;②回收功:(增压轮,电机发电)高炉气(煤气透平发电),石化;制冷循环:两个等压换热过程,一个等温压缩过程,一个等熵膨胀过程;如下图: 1~2:等温压缩 2~3:等压换热 3~4:等温膨胀 4~1:等压换热 如右图:2~6,3~5 是等焓线透平膨胀机在空分中的应用:空分中冷量主要来自膨胀机,其他冷量来自节流; 低压流程:90%以上的冷量来自膨胀机; 中压流程:80%以上的冷量来自膨胀机; 高压流程:84%以上的冷量来自膨胀机; 透平膨胀机的特点:①转速高:3~4万转/分,有的气体轴承膨胀机可达70万转/分; ②体积小:表面积小;③效率高:国产:85%~87%,国外:90%以上;④无机械接触:一般轴外径小于轴承内径10~15微米。
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透平膨胀机培训资料一、膨胀机的工作原理工作原理透平膨胀机是空气分离设备及天然气(石油气)液化分离设备和低温粉碎设备等获取冷量所必需的关键部机,是保证整套设备稳定运行的心心脏。
其主要原理是利用有一定压力的气体在透平膨胀机内进行绝热膨胀对外做功而消耗气体本身的内能,从而使气体自身强烈地冷却而达到制冷的目的。
透平膨胀机输出的能量由同轴的增压机、发电机回收或制动风机、油等消耗。
膨胀机主要是被用来生产冷量造成低温,其工作的对象主要是气体。
当气体具有一定的压力和温度时。
就具有一定的能量,即由压力而体现的势能与由温度所体现的动能。
这两种能量总称为内能,而膨胀机主要的作用是利用气体通过膨胀机的过程中的内能降低并对外输出功。
并由于气体内能的降低并对外输出功使气体的压力和温度大幅度降低从而达到制冷与降温的目的。
膨胀机主要的工作是在喷咀及叶轮中完成。
喷咀是一种由多个精心设计的叶片所组成的喷射通道(即喷咀流道)。
当高压的气体通过喷咀流道时,由于喷射作用使气体的速度迅速上升并可达到音速。
而气体的压力和温度则很快下降。
从而达到降温的目的。
叶轮则是接受从喷咀出来的高速气体,由于喷咀出来的气体其速度达到或超过音速,而且温度已经大幅度降低,当高速气体冲击叶轮的叶片时,使叶轮高速转动。
叶轮是一个由多个叶片所组成轮子,气体从半径方向流入,而从与主轴轴线平行方向流出,称为径轴流叶轮。
叶轮中每两个叶片围成一个通道。
叶轮的通道是经过精心的设计,而且是渐渐扩大的。
当高速、低温的气体通过叶轮通道时,由于高速转动。
使气体的速度很快下降,同时气体在不断变大的通道中流动时压力也进一步下降,因为压力与速度下降使气体的内能的降低,这样气体温度进一步大幅度降低。
从而达到降温与制冷的目的。
由于膨胀机轮子的飞速转动,带动了与膨胀机轮子在同一轴上另一端的增压机叶轮的转动,增压机叶轮的转动压缩了通过增压机叶轮气体,增压机叶轮不仅压缩了气体,利用了膨胀发出的功率,而且也控制了膨胀机的转速。
由于膨胀机中气体通过的时间极短,来不及与周围环境交换热量所以可以认为它是在接近绝热等熵的条件下工作的。
因而具有很高的绝热效率。
二、膨胀机主机的结构与主要另部件膨胀机是一种高速转动的机械,为了保证它的效率与可靠性,必须特别注重其叶轮、喷咀、轴承、密封的设计与制造。
图一是一台膨胀机主机的基本结构的剖面图。
主机主要由膨胀机蜗壳、机身、增压机蜗壳、转子、可调喷咀、轴承、及密封件等组成。
下面分别介绍这些另部件的工作原理,基本结构及要求。
1、转子;转子是膨胀机的最重要部件。
它直接关系到膨胀机的制冷效果、运转的稳定性、可靠性及使用寿命。
转子是由膨胀机叶轮,增压机叶轮、密封轴套、螺帽及主轴组成。
见图二。
由于转子是在高速下运转,所以其高速下的稳定性是十分重要的,除了要提高其整个转子的抗振动性能外,还应对转子上的叶轮、主轴及转子的整体分别作动平衡试验,其允许的重心偏移量≤0.3μm.。
2、可调喷咀;可调喷咀是由几个可以转动的喷咀叶片、装有叶片转动轴销的定位盘、活动盘、盖板等另件组成。
由于叶片可以围绕定位盘的轴销转动,因而其由两叶片围成的喷咀流道面积的大小可以调节(见图三)。
从而达到改变气量的目的。
但是由于喷咀另件都是由不锈钢制成,相对活动过多容易造成磨损、拉毛而咬合。
所以喷咀不适宜经常调节。
3、轴承;膨胀机的转子是由轴承来支承的,为了使转子能长期稳定可靠地运转,轴承是个十分重要的另件。
膨胀机的轴承多数采用动压油轴承,其结构及轴承与主轴之间的间隙大小对运转的稳定性及寿命有十分重要的关系,因而不能任意改变。
动压油轴承是一种非接触式的液体润滑轴承,它是依靠转子转动时的动压作用,使转子浮动在轴承上面,它依靠润滑油来维持轴与轴承之间的间隙。
使轴与轴承不会由于接触而磨损,而且润滑油还冷却轴承,带走主轴因高速转动时与润滑油的磨擦而产生的热量。
所以向轴承供给一定量的清洁的润滑油也是轴承正常工作的非常重要的工作。
4、密封件;(这里主要是指主轴与机身之间的动密封)膨胀机是在高速低温的环境下工作的,如何阻止因低温气体进入轴承而使轴承润滑油冻结,及阻止因润滑油进入低温端因冻结而造成运行不正常及堵塞。
所以膨胀机的密封也是很重要的工作。
膨胀机的密封通常采用迷宫密封,即在主轴上或转子的轴套上设置居剌形的密封剌,而在机身上装有相对较软的用石墨或铅基合金制成的密封件。
迷宫密封是一种动密封,它依靠密封剌与密封件间的0.01~0.05mm的间隙,使气体产生节流作用并造成压力的降低。
达到密封的效果。
所以迷宫密封一定有少量的气体的漏泄,为了减少气体的漏泄量,除了加强密封外,还应该尽可能降低密封气的入口压力,一般情况下,要求密封气的入口压力仅高于喷咀后压力约为0.05Mpa。
5、机身;机身组成了膨胀机的外壳,并提供轴承、密封件、隔板、隔热板等等另件的安装场所。
6、膨胀机蜗壳;膨胀机蜗壳主要是膨胀机工作气体的进出口通道,并使膨胀气体均匀地分配给喷咀的各个通道。
同时当低温气体流出膨胀机叶轮时通过一个扩张的锥管使气体的流速进一步下降,从而使压力有所上升。
7、增压机蜗壳;增压机蜗壳主要是增压机工作气体的进出口通道。
蜗壳在增压机叶轮的出口处设置有无叶扩压器,使增压后的气体减速,从而使增压后气体的压力进一步上升。
三、膨胀机的供油系统;1、供油系统的要求;供油系统主要为膨胀机轴承提供一定数量的清洁的,又有一定温度要求的润滑油。
由于膨胀机轴承的间隙仅为几十微米,而轴承对温度又有一定的要求,当温度过高时,润滑油会变稀,使轴承工作恶化甚至损坏。
而温度过低时,润滑油会变稠,使转子转动阻力增加,轴承的功率损耗增加,不利膨胀机的工作,当温度低于10℃还会因润滑油流动困难而使机器损坏。
因此要求供油温度在30--50℃之间。
由于轴承的间隙仅为几十微米,所以要求润滑油内所含的固体粒子直径应当少于5微米。
为了使轴承能正常工作还必须保证有一定的供油压力及供油量。
一般的供油压力应大于0.5Mpa,供油量为20~60升/秒。
2、供油系统的组成及工作;供油系统由油泵、油箱、油冷却器、油压容器、油过滤器、油气分离器、溢流阀、单向阀,测量仪表及其它的管道、阀门等组成。
⑴、油泵;目前多数采用三螺杆泵,要求供油压力为2.5Mpa,供油量为60升/秒。
三螺杆泵主要的优点是运行燥音少,密封好,基本上不漏油。
⑵、油箱;油箱不仅要求贮存油泵5分钟以上的油量,还兼作第一级油器分离器。
它还必须承受一定的压力。
中低压膨胀机的油箱通常的工作压力低于0.6Mpa,容积为800升左右。
⑶、油冷却器;出机组的润滑油必须进过冷却,以保证进机组的润滑油温度低于50℃。
冷却通常用水或空气。
为保证冷却效果,通常多用水冷却。
⑷、油压容器;油压容器为封闭的压力容器,其下部设置有进出口。
主要是为保证油泵突然停电或者迂到其它故障而不能继续供油时,依靠油压容器内贮存的压力油,继续供给主机一到二分钟的润滑油,以保证主机的安全。
⑸、油过滤器;设置油过滤器是为了过滤润滑油中的固体颗粒。
以防止这些颗粒进入油泵及主机的轴承,以保护油泵及轴承的安全运行,本系统共设置有三组油过滤器。
第一组在油箱出口与油泵入口处,由不锈钢丝网滤芯制成,功能是防止较大的固体颗粒进入油泵而损坏油泵,第二组在油冷却器出口处,是系统的主过滤器。
主过滤器为双筒过滤器,二组可以切换使用,它要求的过滤精度为5μm。
主要是保护主机的轴承。
第三组在主机的供油口前。
主要为防止主过滤器后的管道及油压容器内的残留的少量机械固体颗粒进入主机,一般用单筒过滤器。
⑹、油气分离器;主机的密封气往往与润滑油一起进入油箱,经过油箱的初步分离后,再进入油气分离器后进一步分离,使排出的密封气中基本上不含润滑油。
⑺、溢流阀;为保护油泵及供油系统的容器的安全,在油泵出口处设置有一溢流阀,当管道因某钟原因而不畅通时,在油泵的供油压力超过油泵的最高工作压力时,能自动的打开泄油孔,使油压很快下降,以保护油泵及设备。
四、膨胀机的密封供气系统;密封供气系统由进口阀、节流减压阀、密封气过滤器及分配管组成。
密封气过滤器是由滤芯及壳体组成。
由于密封气直接进入主轴密封轴套处,因而要求密封气内的固体颗粒直径少于5μm。
五、膨胀机的仪控保护系统;为了膨胀机的安全运行,膨胀机机组设置了一系列安全保护系统,首先机组要求在膨胀机入口处设置有紧急切断阀,并由仪控系统来控制紧急切断阀,也可以用手动按钮来控制。
并要求该阀在给予切断信号后,在6秒钟内关闭,以保护膨胀机不被损坏。
膨胀机组要求在下列工况下进行报警及切断停车。
项目正常参数报警参数切断停车参数膨胀机转速设计转速1.1×设计转速1.15×设计转速前轴承温度≤70℃≥70℃≥75℃后轴承温度≤70℃≥70℃≥75℃膨胀机供油压力≥0.8Mpa≤0.4Mpa≤0.2Mpa(当油箱压力为0.0Mpa,的条例下,否则应加上油箱压力)停电切断停车六、膨胀机主机的操作及注意事项;1、膨胀机的正常开车6.1.1启动供油系统,保证供油压力在1.2-1.5Mpa(G)之间,供油温度在35℃左右(不低于20℃),必要时可调节油冷却器的水量及油冷却器的旁通阀,油箱的油面应保持在液面计的2/3处,油过滤器两端的差压不得大于0.25Mpa,并检查各油压表是否正常,油路是否畅通。
6.1.2检查膨胀机入口调节阀应处于全闭状态,增压机旁路调节阀应处于全开状态。
6.1.3打开膨胀机、增压机端进出口管道旁通阀。
开启膨胀机出口阀及增压机进出口阀.6.1.4缓缓开启膨胀机进口处调节阀,第一次开度约为10~20%,仔细观察主机启动情况,当转速达到50%的设计转速时,保持10~30分钟观察各仪表,判断运转是否正常,如有异常情况即关闭入口调节阀作紧急停车,待排除故障后再进行启动,然后缓慢升速到75%的设计转速,保持1小时,一切正常后再缓慢升速,并逐步升速到设计转速,以后逐步关闭增压机及膨胀机的旁通阀,并调节喷嘴开度以维持适当的进口压力及转速。
注意;第一次开车应严格按此程序进行,以后日常开车可以直接缓慢地升速到规定转速.2、正常运转6.2.1正常运转的操作条件;轴承温度<70℃密封气压力高于喷咀后压力0.05Mpa供油压力1.2~1.5Mpa(G)6.2.2膨胀机工况的调节6.2.2.1膨胀机入口压力、气量的调节当膨胀机入口压力及流量波动较大时,可以调节可调喷咀执行机构手柄来调节可调喷嘴的开度,达到所需要的压力及流量,正常情况下应尽量减少喷嘴的调节。
当手柄以逆时针方向转动时喷咀开大,气量增加、进口压力下降。
反之气量减少、膨胀机入口压力上升。
膨胀机入口压力、气量的调节主要是为了在现有的工况下最大地提高产量,因而调节时应尽可能保证较大的膨胀比,膨胀比越大,焓降也越大,产生的冷量也越大,产量也越高。