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1、增压透平膨胀机结构及工作原理1. 增压透平膨胀机工作原理 本机组工作介质先经增压机增压，再经冷却后进入主换热器，然后再进入膨胀机 进行绝热膨胀产生空分装置所需的冷量，与此同时产生的机械功又为增压机所吸 收。2. 膨胀机工作过程及结构 工作介质由进口管进入蜗壳，经可调喷咀再进入工作轮作功，然后经扩压室、排 气管排出。膨胀机气量调节是依*安装在冷箱顶上的气动薄膜执行机构带动喷咀叶片转动， 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咀通道宽度的变 化，阀杆总行程约为 40 毫米，阀杆下移使喷咀通道开大，上移则关小。 蜗壳：为不锈钢焊接结构，固定在机身上，通过机身与底座相连，蜗壳内容纳有
2、 喷咀和膨胀机叶轮。转子：二端分别装有膨胀机叶轮和增压机叶轮（二者均为闭式），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*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*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）。3. 离心增压机增
3、压机由进气室、叶轮、无叶扩压器、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，进入无叶扩压器之后，又进一步减速增压，最后汇集于蜗壳 排出机外，经冷却降温后进入钣式换热器，再进入膨胀机。4. 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
4、安全。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。5. 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。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 FCV401 自动全开。6. 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
5、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。6.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
6、应予修正。c. 开大回流阀：可增加增压机的负荷使膨胀机减速7. 维护说明7.1 喷咀：只要供应的气体是清洁的，即使喷咀叶片的光泽变暗，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 产生喷咀叶片的磨蚀，严重时会出现凹坑，这样就会使效率明显下降，这时就应 更换喷咀。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。7.2 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。7.3 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。7.4 轴密封套：轴密封套在运行时孔也会
7、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00.04mm当增大到0.1就应予以调换。7.5 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。7.6 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。7.7 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。7.8 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。7.9 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修整。
