膨胀机操作规程

×型

透平膨胀机

操作规程

上海加力气体有限责任公司二○一二年十一月

目录

1﹑概述 (2)

2﹑主要技术规范 (2)

3﹑结构简介 (2)

透平膨胀机 (2)

气体轴承供气系统 (3)

安全装置 (3)

4﹑操作 (3)

起动前的准备 (3)

起动 (4)

运转 (5)

停车 (6)

5﹑维护装配及故障处理 (6)

维护 (6)

6﹑透平膨胀机常见故障分析与排除 (7)

透平膨胀机转速失控 (7)

透平膨胀机后温度过低 (7)

透平膨胀机起动时超速 (7)

膨胀端进口压力过低 (8)

膨胀端出口压力过高 (8)

透平膨胀机振动过大 (8)

1概述

×型透平膨胀机组系气体分离设备配套单机之一，该机在整套装置中利用富氧空气在膨胀机内绝热膨胀，直接产生气体分离设备中所需的冷量获得低温，同时补偿气体分离设备中的各种冷量损失。膨胀机绝热效率和增压效率的高低直接影响气体分离设备能否正常运行及各项技术经济指标。该机还具有结构简单、绝热效率高﹑节约能源、体积小﹑重量轻﹑操作维护方便等优点。

2主要技术规范

本透平膨胀机组配套机器数量为2台，主要技术参数如下：

膨胀机：

膨胀量 2080Nm3/h（0℃，101325Pa）

膨胀前压力

膨胀前温度

膨胀后压力

工作介质富氧空气

转速 32900r/min

绝热效率≥80%

增压机：

增压量 2050Nm3/h（0℃，101325Pa）

增压前压力

增压前温度

增压后压力

工作介质氮气

转速 32900r/min

增压机效率≥68%

3结构简介

透平膨胀机

本机型式为卧式单级径轴流向心反击式，带增压机。两台增压透平膨胀机均采用相同的零部件。透平膨胀机蜗壳为单进气切向流动型式，采用铸铜材料，蜗壳在低温下工作并置于保冷箱内。

膨胀轮和增压轮分别安装于轴的两端，轴是由两气体轴承支承。气体轴承则由机身支承，并采用整体轴向装配结构。在膨胀轮后主轴段设有轴封装置，其中充入常温干燥气体，以减少膨胀冷空气泄漏。在增压轮后主轴段设有轴封装置，其中充入常温干燥氮气，以减少增压氮气泄漏以保证氮气纯度和平衡转子轴向力。

在机身中部左右装有转速电气遥测装置，可在仪表盘上显示运转情况。

气体轴承供气系统

气体轴承设有专门的供气系统。在启动时，由分子筛纯化器后，引出一路纯净空气，经过粗过滤器，精过滤器再次净化，送至气体轴承供气管道。在正常运行情况下，从氮气管路中引出一路纯净氮气，送至气体轴承供气管道。气体轴承耗气约为25m3/h(在供气压力为~表压情况下)。

安全装置

透平膨胀机是高速旋转装置，为保护机器，配置有自动安全系统。

在下列情况下发出报警信号，立即采取措施调整：

a气体轴承气压力下降低于；

b转速超过36190r/min。

在下列情况下，停车：

a气体轴承气压力下降低于，而且无法调整；

b转速超过37835r/min，而且无法调整；

c电源发生故障。

3.3.3 超速控制

通过增压机旁通阀，控制增压机负荷，以调节机器转速。当增压机旁通阀调节无效时，可采用膨胀端机前进口阀调节。

4操作

气体分离装置起动时，为使其迅速冷却，两台透平膨胀机顺序起动运转，每台基本各自构成一独立系统，操作也相同。

起动前的准备

对膨胀机各进出口管路须进行彻底吹除后，安装本机。

4.1.2对气体轴承供气管路和密封气管路须进行彻底吹除，然后安装精过滤器镍

片，对于已长期使用而被污染的滤芯需严格进行清洗后方能再次使用。吹除结束后接通轴承供气系统及密封气系统，同时接通仪表﹑转速表供电系统，使之处于完好状态，机身排气孔应去封。

起动

步骤

4.2.1.1调节气体轴承供气压力，保持膨胀端气体轴承供气压力>，增压端气体轴

承供气压力>，对于初次开车，为确定轴承供气后转子是否起浮，可在机身排气孔处观察。

增压端出口阀全开，旁通阀全开。

4.2.1.3确认膨胀机进口截止阀处于关闭状态，全开膨胀端出口截止阀。

4.2.1.4打开增压端进口调节阀，再缓慢打开膨胀端进口阀，注意膨胀机转速不许超过36190r/min。

然后不断调整增压端的进口阀、膨胀端的进口阀的开度。当增压端进口压力表读数下降时，要加大增压端进口阀和旁通阀的开度；当膨胀端进口压力表读数上升过快时，则关小膨胀端进口阀的开度。

4.2.1.6调节增压端密封气压力为~，调节膨胀端密封气压力为~。

4.2.1.7按同样步骤起动另一台透平膨胀机。

4.2.1.8当膨胀端进口温度低于-50℃时，在保证转速不超过36190 r/min的情况下，缓慢关闭增压端旁通阀，以达到增压效果。

注意事项

由于起动阶段，偏离设计工况运行，运转参数变化较大，故调节频繁，起动时因整个装置处于热状态，膨胀端进口温度高于正常值，而膨胀端出口压力低于正常值，因透平膨胀机绝热效率高于活塞式膨胀机绝热效率，故起动过程降温极快，膨胀端进口温度急速下降，此时应及时调整膨胀端进口阀门，防止膨胀机超速。

4.2.2.2在起动阶段初期，因膨胀端进口温度偏高，膨胀机进气量达不到满负荷运行，此时空压机末级可部分放空。随着膨胀端进口温度的不断下降，放空阀逐渐关小，调节至要求。

4.2.2.3在起动阶段后期，当进气温度继续下降，而进气压力已不能再持续在设计值时，可使一台膨胀机减量操作，从而保证另一台膨胀机维持额定转速工作，直至停止一台膨胀机运行。

运转

正常操作条件

膨胀端气体轴承供气压力 >

增压端气体轴承供气压力 >

增压端密封气体压力 ~

膨胀端密封气体压力 ~

膨胀端进口压力

膨胀端出口压力

膨胀端进口温度

转速 32900r/min

增压端进口压力

增压端出口压力