透平膨胀机

合集下载

透平膨胀机的工作原理与作用

透平膨胀机的工作原理与作用透平膨胀机，也被称为透平发电机、透平机组或透平发电机组，是一种利用透平工作原理进行发电的设备。

它是一种热力机械系统，通过将高温高压的工质（通常为蒸汽或燃气）经过透平膨胀机进行膨胀，从而将热能转化为机械能，然后再通过发电机将机械能转化为电能。

透平膨胀机的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 进气过程：工质（蒸汽或燃气）从进气口进入透平膨胀机内部。

2. 加热过程：进入透平膨胀机的工质被加热，使其温度和压力都增加。

3. 膨胀过程：加热后的工质通过透平膨胀机内的透平叶片，使透平叶片转动。

透平叶片转动的过程中，工质的内能转化为动能，从而产生机械能。

4. 排气过程：透平膨胀机内的工质经过膨胀后，压力和温度都降低，然后通过排气口排出。

透平膨胀机的作用主要是将热能转化为机械能，然后再经过发电机将机械能转化为电能。

透平膨胀机在发电行业得到广泛应用，特别是在燃气、核能和化石能源发电系统中。

它具有以下几个优点：1. 高效性：透平膨胀机能够将热能转化为机械能的效率较高，能够充分利用能源资源。

2. 灵活性：透平膨胀机的运行速度可以根据需要进行调节，适应不同负载要求，具有较高的灵活性。

3. 可靠性：透平膨胀机结构简单，运行稳定可靠，具有较长的使用寿命。

4. 环保性：透平膨胀机在工作过程中不产生废气和废水，对环境无污染。

透平膨胀机在发电系统中的应用越来越广泛，它不仅可以单独作为一台发电设备使用，还可以与其他发电设备（如燃气轮机、蒸汽轮机）组成联合循环发电系统，提高整体发电效率。

同时，透平膨胀机还可以用于工业生产过程中的废热回收，提高能源利用效率。

透平膨胀机是一种利用透平工作原理进行发电的设备，通过将高温高压的工质经过透平膨胀机进行膨胀，将热能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。

它具有高效性、灵活性、可靠性和环保性等优点，在发电行业得到广泛应用。

随着能源问题的日益突出，透平膨胀机的发展前景将更加广阔。

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。

透平式膨胀机工作原理

透平式膨胀机工作原理
透平式膨胀机是一种利用气体动力膨胀来驱动的机械设备，其工作原理如下：
1. 气体进入膨胀机：初始阶段，高温高压气体进入透平膨胀机的压力腔。

透平膨胀机通常有多个透平级别，每个级别内有一对相互旋转的叶轮。

气体通过膨胀机进入透平级别，并通过叶轮的导向叶片被引导到透平叶轮之间的叶轮空间。

2. 汽轮叶轮工作：当气体进入透平叶轮之间的叶轮空间后，由于叶轮之间的差压力作用，气体会带动叶轮加速旋转。

在叶轮加速旋转的过程中，气体的压力和温度会下降，同时叶轮也会转动，并将气体动能转化为机械能。

3. 气体排出：气体从透平叶轮之间的叶轮空间流出后，进入逆向叶轮的叶轮空间。

逆向叶轮会通过导向叶片以及叶轮的反向旋转，将气体引导到透平叶轮之间的叶轮空间，并再次进行加速旋转。

这样，气体在逆向叶轮的作用下又再次转移了部分动能。

4. 工作流体排出：经过多级透平叶轮的循环加速旋转和排气过程后，气体的压力和温度会进一步下降，最终排出膨胀机。

通过上述原理，透平式膨胀机将高温高压气体的动能转化为机械能，可以广泛应用于发电、航空航天以及工业生产等领域。

透平膨胀机

透平膨胀机透平膨胀机是一种输出功率并使压缩气体膨胀因而压力降低和能量减少的原动机。

通常，人们又把其中输出功率且压缩气体为水蒸气和燃气的这一类透平膨胀机另外称为蒸气轮机和燃气轮机（例如，催化裂化装置中的烟气轮机即属于此类），而只把输出功率且压缩气体为空气、天然气等，利用气体能量减少以获得低温从而实现制冷目的的这一类称为透平膨胀机（涡轮膨胀机）。

此处所指的透平膨胀机即为后者。

由于透平膨胀机具有流量大、体积小、冷量损失少、结构简单、通流部分无机械摩擦件、不污染制冷工质（即压缩气体）、调节性能好、安全可靠等优点，故自20 世纪60 年代以来已在NGL 回收及天然气液化等装置中广泛用做制冷机械。

（一）透平膨胀机简介1. 结构图5-4 为一种广为应用的带有半开式工作叶轮的单级向心径- 轴流反作用式透平膨胀机的局部剖视图。

它由膨胀机通流部分、制动器及机体三部分组成。

膨胀机通流部分是获得低温的主要部件，由涡壳、喷嘴环（导流器）工作轮（叶轮）及扩压器组成。

制冷工质从入口管线进入膨胀机的蜗壳1，把气流均匀地分配给喷嘴环。

气流在喷嘴环的喷嘴 2 中第一次膨胀，把一部分焓降转换成动能，因而推动工作轮3 输出外功。

同时，剩余的一部分焓降也因气流在工作轮中继续膨胀而转换成外功输出。

膨胀后的低温工质经过扩压器 4 排至出口低温管线中。

图5-4 中的这台透平膨胀机采用风机作为制动器。

制动空气通过风机端盖8上的入口管吸入，先经风机轮 6 压缩后，再经无叶括压器及风机涡壳7 扩压，最后排入管线中。

测速器9 用来测量透平膨胀机的转速。

机体在这里起着传递、支承和隔热的作用。

主轴支承在机体11 中的轴承座10 上，通过主轴（传动轴）5 把膨胀机工作轮的功率传递给同轴安装的制动器。

为了防止不同温度区的热量传递和冷气体泄漏，机体中还设有中间体12 和密封设备13 。

由膨胀机工作轮、制动风机轮和主轴等组成的旋转部件又称为转子。

此外，为使透平膨胀机连续安全运行，还必须有一些辅助设备和系统，例如润滑、密封、冷却、自动控制和保安系统等。

气体轴承透平膨胀机工作原理

气体轴承透平膨胀机工作原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊气体轴承透平膨胀机的工作原理，这可超级有意思呢！
想象一下啊，气体轴承透平膨胀机就像是一个特别厉害的能量魔法师！它是怎么工作的呢？简单来说，就像是一场巧妙的舞蹈。

比如说，气体就像是一群活力满满的小精灵，它们欢快地涌入透平膨胀机这个大舞台。

然后呢，透平就像是一位出色的舞者，在气体的推动下开始旋转，哇，那速度，简直了！这不就好比是你在操场上尽情奔跑的感觉吗？
再来说说这气体轴承，它就像是给透平舞者穿上了一双神奇的舞鞋，让它能轻松又顺畅地舞动起来。

而且哦，这双“舞鞋”还特别厉害，不用润滑油就能让透平旋转得稳稳当当。

你说神奇不神奇？
在这个过程中，膨胀机就像一个大力士，把气体的能量充分释放出来，带动着各种设备运行。

哎呀，这真的是太了不起了！想象一下，如果没有它，我们的生活中好多东西都会变得不一样呢！
你看，气体轴承透平膨胀机不就是这样一个默默工作却超级重要的存在吗？它在很多领域都发挥着巨大的作用，比如制冷、空分等等。

就好像我们生活中的一些幕后英雄，虽然不被大家常常提及，但却至关重要，难道不是吗？
所以说啊，这气体轴承透平膨胀机的工作原理真的是太酷了！它就像一个神奇的机器，为我们的生活和工业带来了那么多的便利和进步！咱可得好好感谢它呢！。

透平膨胀机制冷原理

透平膨胀机制冷原理
透平膨胀机是一种利用气体的膨胀来实现制冷的装置。

其工作原理基于热力学第一定律和第二定律。

首先，透平膨胀机通过压缩机将制冷工质(一般为制冷剂)压缩成高温高压气体。

然后，将高温高压气体输入到膨胀机中。

膨胀机内部有一个透平叶轮，当高温高压气体通过叶轮时，气体的内能被转换为动能，从而推动叶轮转动。

透平叶轮与发电机或压缩机直接相连，通过叶轮的转动产生机械功或电功，实现能量转换。

在透平叶轮的作用下，高温高压气体膨胀为低温低压气体。

由于能量守恒定律，气体的内能减少，同时温度也降低。

膨胀后的气体一般以液体或气体形式排出，作为焚烧废气或继续进行能量转换的过程。

总体来说，透平膨胀机制冷原理是通过将高温高压气体经过透平叶轮膨胀，将气体的内能转换为动能的同时降低温度，从而实现制冷的目的。

透平膨胀机

透平膨胀机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，使气体自身冷却达到制冷的目的。

分类按照轴承形式可以分为气体轴承膨胀机和油轴承膨胀机。

气体轴承膨胀机适用于高速轻载小流量的小型设备中，油润滑轴承则适用于大流量重载荷低速工况设备中。

按照气膜承载力产生原理，气体轴承又分为静压轴承和动压轴承。

由于气体轴承功耗低、适用速度范围广、对工质气体无污染及设备简单等优点而被广泛应用，其承载能力及稳定性的提高成为各国研究人员的研究热点。

气体轴承透平膨胀机气体轴承透平膨胀机运行稳定，转速高，效率高，无须维修、保养、拆检等，适用于空气、氢气、氦气、天然气及各种混合气体。

目前自主设计、生产的气体轴承膨胀机已经配套应用于空分设备、化工尾气回收、天然气液化装置、氦制冷机等，并可以针对用户各种特殊要求、特殊气体设计生产的气体轴承透平膨胀机。

氦气轴承透平膨胀机氦气体轴承透平膨胀机的润滑介质为氦气，由于氦气特殊的气体性质，其分子小粘度低，使得提高其承载力的同时保持高稳定运转更加困难。

低温系统关键技术组的研究人员经过科研攻关，先后完成KM3、KM4等空间环境模拟用氦气体轴承透平膨胀机及氦制冷系统的设计制造，最小的用于氦液化器上的氦气体轴承透平膨胀机转子直径7mm，转速高达56万转/分。

2012年，应用于20K（即-253℃）温度下提供2000W冷量的氦气制冷机上的氦气透平膨胀机已顺利完成各项低温性能试验。

氦透平膨胀机表现出很好的稳定性，转速、流量、透平出口温度均已达到设计要求，最高转速达到11.87万转/分钟，绝热效率达到73%以上。

2014年，应用于20K温度下提供10000W冷量的氦气制冷机上的透平膨胀机完成验收，转速82000rpm，绝热效率78%以上。

由此，形成了具有自主知识产权的大型氢氦低温制冷的关键技术—高性能高稳定性氦透平膨胀机的设计、制造与调控技术。

透平膨胀机的等熵效率

透平膨胀机的等熵效率一、透平膨胀机的基本原理透平膨胀机是一种能够将气体压缩或膨胀的机械设备。

其基本原理是利用转子和静子之间的间隙，将气体引入并在旋转时进行压缩或膨胀。

透平膨胀机广泛应用于石油化工、电力、航空航天等领域。

二、等熵过程的定义与特点等熵过程是指在没有热量流入或流出的情况下，气体经历的一种可逆过程。

在等熵过程中，气体内部能量不断变化，但由于没有任何能量转移，所以系统总能量保持不变。

此外，在等熵过程中，还有以下几个特点：1. 气体内部无摩擦；2. 没有任何形式的传热；3. 系统总能量不变。

三、透平膨胀机的等熵效率定义透平膨胀机的等熵效率是指在理想情况下，透平膨胀机在进行等熵过程时所达到的实际功率与其最大功率之比。

即：$$\eta_{is} = \frac{W_{is}}{W_{max}}$$其中，$W_{is}$为透平膨胀机在等熵过程中所达到的实际功率，$W_{max}$为透平膨胀机在最大功率时的功率。

四、等熵效率的计算方法透平膨胀机的等熵效率可以通过以下公式进行计算：$$\eta_{is} = \frac{T_1 - T_2}{T_1 - T_{2s}}$$其中，$T_1$为入口温度，$T_2$为出口温度，$T_{2s}$为理论出口温度。

理论出口温度是指在等熵过程中，气体从入口到出口所经历的压力变化所对应的温度。

其计算公式如下：$$T_{2s} = T_1\left(\frac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}}$$其中，$k$为气体比热比，$P_1$为入口压力，$P_2$为出口压力。

五、影响透平膨胀机等熵效率的因素透平膨胀机等熵效率受到多种因素的影响。

以下是一些常见因素：1. 入口温度：入口温度升高会导致气体密度降低，从而降低等熵效率；2. 出口压力：出口压力升高会导致气体密度增加，从而提高等熵效率；3. 转速：转速越高，透平膨胀机的等熵效率越高；4. 气体比热比：气体比热比越大，透平膨胀机的等熵效率越高。

透平膨胀机组使用

一、概述PLPK-1083/39.7*4.9型透平膨胀机组是为气体分离装置配套的机组之一。

利用空气膨胀产生的冷量，满足气体分离装置对冷量的需要以及补偿装置中的冷量损失。

机组由透平膨胀机、油站、底座、冷箱、部分油、水、气管路等组成。

透平膨胀机所产生的膨胀功由主轴另一端的增压叶轮所吸收利用，使增压机气体的出口压力升高。

进入透平膨胀机的工质气体应为不含有机械杂质的干净气体。

二、技术参数1、型号：PLPK-1083/39.7*4.9型2、型式：膨胀机：卧式，单级，向心，径—轴流反作用式增压机：单级，离心式3、主要参数3、机组重量：5300kg4、机组外型尺寸：长*宽*高：3390mm*2200mm*2950mm5、仪控操作值6、机组连锁停车顺序如下：（1）全开增压机回流阀（2）三秒内关闭膨胀机进口紧急切断阀三、机组简介1、透平膨胀机组有以下主要部分组成：（1）带保冷箱及底架的增压透平膨胀机即主机一台（2）油站一台（3）主机和油站组装为一整体，用地脚螺栓固定在混凝土基础上。

必须防止周围的震动和冲击传给机组。

安装主机进出气管道时，必须避免管道重量和明显的安装应力附加在主机上。

本机组所需绝热材料和润滑油用户自备。

2、透平膨胀机透平膨胀机为卧式、单级、向心、径—轴流反作用式。

其中一端为膨胀机，另一端为增压机。

工质气体由膨胀机进口管进入膨胀机蜗壳。

膨胀机蜗壳为铸不锈钢（ZG1Cr18Ni9）结构，直接固定在底架上。

蜗壳内安装有膨胀叶轮，可调喷嘴。

转子支撑在机身上，其中一端为膨胀机，另一端为增压机。

膨胀叶轮和增压叶轮均为三元闭式叶轮。

轴承为止推径向轴承。

只有安装正确并提供清洁而充足的润滑油，才能保证转自良好运转。

轴承排油经回油管流回邮箱。

轴承温度由铂电阻温度计测量。

为防止膨胀机叶轮膨胀前的气体和增压叶轮增压后的气体泄漏，在膨胀叶轮和增压叶轮的论盖上设置了迷宫密封。

在靠近两叶轮的轴上也各设置了一迷宫密封，使得工质气体外漏量控制在最小的范围内。

苏联中压空气透平膨胀机主要参数

苏联中压空气透平膨胀机主要参数
苏联中压空气透平膨胀机是一款生产空气高温透平膨胀的设备，
由一台电动机、一台张力轴、三个风机、一台分子筛、一台加温器以
及其它相关构件而成，可用于大量的生产现场。

这款设备既能够节约
能源，又能实现高效率的透平膨胀。

苏联中压空气透平膨胀机主要参数如下：
1、功率：2.8kW
2、电压：380V
3、温度范围：200-300℃
4、风流量：1500-2500m3/h
5、温度恒定精度：±2℃
6、真空度：-920mbar
7、空气流量：50-70m3/h
8、压差范围：0-30mbar
9、配套设备：不带过滤单元的滤网，也可以设置带有过滤单元的滤网；
10、工作噪声：小于60dB（A）
11、外形尺寸：1000mm×800mm×1300mm
12、重量：370kg
此外，这种设备还具有以下优点：
1、体积紧凑，节约空间；
2、设备结构紧凑，维护方便；
3、节能低耗，效率高；
4、温度控制精度高；
5、操作简单方便，维护费用低。

透平膨胀机

透平膨胀机
透平膨胀机的工作原理
透平膨胀机是空气分离装置、天然气/石油气液化分离装置，以及低温粉碎等设备获取冷量所必需的关键部机，是保证整套装置稳定运行的心脏。

其主要原理是利用有一定压力的气体在透平膨胀机蜗壳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可以由同轴的增压机、压缩机、泵类以及发电机回收，或者被制动风机、油等消耗。

透平膨胀机按照结构不同可以分为轴流式和径流式。

但是除了大流量、大功率以及高温条件下的膨胀机采用轴流式之外，绝大多数透平膨胀机采用向心径流式。

透平膨胀机技术的发展
1898年英国人劳德.雷利首先提出应用透平膨胀机的设想，1930年德国人林德第一次应用单级透平膨胀机获得成功，上世纪60年代，美、德、苏等国又相应发展了小型高速、大膨胀比、高压大功率等多种用途的透平膨胀机。

70年代的能源危机促进了透平膨胀机在能量回收方面的应用。

目前，我国石油、化工、冶金、空分等行业所用的透平膨胀机大部分从国外进口。

特别是应用于石化、天然气领域的低温膨胀机，如液化石油气（LPG）、液化天然气（LNG）等工艺流程的膨胀机基本完全进口，大型空分用制冷膨胀机也主要为国外厂商垄断。

近年来，国内各透平机械制造商也在透平膨胀机领域加大研发力度，并且已取得了部分成绩。

国外膨胀机制造商在工艺流程的匹配、特殊材料的选用、制造工艺、叶片的设计试验、转子稳定性分析等关键技术方面一直没有停止过进步和发展。

特别是CFD等粘性流场分析软件和ANSYS有限元分析软件的迅速发展更是为透平膨胀机研究、设计、制造提供了强有力的技术基础。

透平膨胀机

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。

透平膨胀机

透平膨胀机是空分设备、天然气（石油气）液化分离设备和低温破碎设备获得冷却能力的关键部件。

确保整个设备的稳定运行是我们的心脏。

原理其主要原理是在透平膨胀机中利用一定的气体压力进行绝热膨胀，做外部功，消耗气体本身的内能，使气体本身得到强烈冷却，达到制冷的目的。

当用气缸抽气时，我们会发现气缸体是加热的。

这是因为活塞压缩气体释放热量。

否则，原理类似于膨胀机（更准确地说，活塞式膨胀机）。

涡轮膨胀机输出的能量由同轴压缩机回收或由制动风扇消耗。

预防性治疗失败原因造成转速表指示不正确的原因一般有两个：一是由于扩展器本身故障导致转速表指示异常，常伴有严重的扩张器异响。

另一个原因是磁电传感器的故障。

磁电传感器安装在制动风扇端盖的中间。

风扇由两个带线圈的永磁体组成。

根据磁电感应原理，如果线圈接地短路或内部绝缘受潮损坏，转子旋转时，切断磁力线产生的感应电流会发生变化，从而导致测量速度不准确。

高阻表可用于测量接地电阻和线圈接线的绝缘程度，以便准确诊断。

膨胀机转速表在0-40℃的环境温度下能正常工作，温度过低或过高，不利于转速表的测量。

在加热分馏塔时，膨胀机没有被拆除。

即使风机排气门关闭，冷风阶段的空气温度仍远低于0℃，而后期加热阶段的空气温度仍高于40℃，这两种温差较大的气体长期充满风机系统，磁电传感器的线圈受影响最大。

如果反复加热线圈，线圈将受潮且未绝缘接地短路故障。

在这种情况下，转速表指示将减速并低于实际速度。

转速表本身的故障是非常罕见的。

如果转速表指示不正确，可以判断是否是机械故障引起的，应拆下膨胀机进行检查。

如机械系统无异常，可凭经验操作，速度显示低。

由于转速超高，不必担心膨胀机自动停机，会导致分馏塔压力升高，威胁分馏塔的安全。

膨胀机的压力和温度可以保持在正常范围内。

风扇叶片和风扇端盖之间的严重摩擦是风扇叶轮损坏的直接原因。

这种故障仅在风扇叶轮的螺母明显松动时发生。

螺母通常是自锁的，当静载荷和工作温度变化不大时，螺母不会自动松动。

透平膨胀机

透平膨胀机是空分设备、天然气(液化石油气)分离设备和低温破碎设备获取冷能所必需的关键部件，是保证成套设备稳定运行的心脏。

其主要原理是将具有一定压力的气体在透平膨胀机中绝热膨胀，向外做功，消耗气体本身的内能，冷却气体本身，达到制冷的目的。

分类。

按轴承形式可分为气浮膨胀机和油浮膨胀机。

气体轴承膨胀机适用于高速、轻载、小流量的小型设备，油润滑轴承适用于大流量、重载、低速的设备。

根据气膜承载原理，气体轴承分为静压轴承和动压轴承。

气体轴承以其功耗低、适用转速范围广、对工质气体无污染、设备简单等优点得到了广泛的应用，提高其承载能力和稳定性已成为世界各国研究人员的研究热点。

气体轴承透平膨胀机。

气体轴承透平膨胀机运行平稳、转速高、效率高，不需要维修、保养、检修等，适用于空气、氢气、氦气、天然气和各种混合气体。

目前，自行设计生产的气体轴承膨胀机已应用于空分设备、化工尾气回收、天然气液化装置、氦气制冷机等，并可根据用户的各种特殊要求和特殊气体进行设计生产。

氦轴承透平膨胀机。

氦气轴承透平膨胀机的润滑介质为氦气。

由于其特殊的气体性质，具有小分子、低粘度的特点，增加了提高其承载能力、保持高效稳定运行的难度。

低温系统关键技术小组的科研人员完成了KM3、KM4等空间环境模拟用氦气轴承透平膨胀机和氦气制冷系统的设计与制造。

氦液化器使用的最小的氦气轴承透平膨胀机转子直径为7 mm，转速为56万转/分。

2012年，应用于在20K(即-253℃)下提供2000W 冷能的氦气透平膨胀机成功完成了各项低温性能试验。

氦气透平膨胀机稳定性好，转速、流量、透平出口温度均达到设计要求，最高转速达118,700rpm，绝热效率达73%以上。

2014年，应用于20K提供10000 W冷能的氦气制冷机透平膨胀机通过验收，转速82000rpm，绝热效率78%以上。

因此，形成了具有自主知识产权的大型氢氦低温制冷关键技术--高性能、高稳定性氦气透平膨胀机的设计、制造及控制技术。

透平膨胀机的工作原理

透平膨胀机的工作原理
透平膨胀机是一种能够将热能转化为机械能的设备，其工作原理基于透平机械的机械能转换原理。

具体工作原理如下：
1. 压缩空气进入：透平膨胀机的工作开始于压缩空气的进入。

通常，空气是通过管道或其他进气系统引入透平膨胀机的。

2. 缩小截面积：进入透平膨胀机后，空气通过流道进入一个扩散段，这个扩散段的截面积随着流动的方向逐渐扩大。

这样做的目的是降低空气的速度，增加空气在透平内部的停留时间，使得热量能够被更有效地传递给空气。

3. 热能转化：在透平膨胀机内部，空气会与热源接触，例如高温的燃气、蒸汽或其他热源。

由于热传导，空气的温度上升，从而将热能转化为空气的内能。

4. 驱动转子旋转：透平膨胀机内部包括一个或多个转子，每个转子都有一系列叶片。

当空气被加热并达到高温高压状态后，它被引导通过转子的叶片。

空气的高压作用下，叶片开始旋转，并传递动能给转子。

5. 输出机械能：转子通过旋转从热能转化为机械能。

这个旋转过程驱动了连轴器或其他机械装置，使其进行所需的工作，例如驱动发电机、压缩机或其他负载设备。

6. 排出废气：在转子内部完成能量转换后，空气会经过一个排气系统从透平膨胀机中排出。

排出的废气通常是温度较低、压
力较低的空气。

通过这样的工作原理，透平膨胀机将热能转化为机械能，实现了能量的有效利用。

它广泛应用于各个领域，如发电、化工、热能回收等。