1.增壓透平膨脹機工作原理
本機組工作介質(zhì)先經(jīng)增壓機增壓,再經(jīng)冷卻后進(jìn)入主換熱器,然后再進(jìn)入膨脹機進(jìn)行絕熱膨脹產(chǎn)生空分裝置所需的冷量,與此同時產(chǎn)生的機械功又為增壓機所吸收。
2.膨脹機工作過程及結(jié)構(gòu)
工作介質(zhì)由進(jìn)口管進(jìn)入蝸殼,經(jīng)可調(diào)噴咀再進(jìn)入工作輪作功,然后經(jīng)擴壓室、排氣管排出。
膨脹機氣量調(diào)節(jié)是依靠安裝在冷箱頂上的氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)帶動噴咀葉片轉(zhuǎn)動,從而改變其通道截面積來實現(xiàn)的,執(zhí)行機構(gòu)的閥桿行程反映了噴咀通道寬度的變化,閥桿總行程約為40毫米,閥桿下移使噴咀通道開大,上移則關(guān)小。
??? 蝸殼:為不銹鋼焊接結(jié)構(gòu),固定在機身上,通過機身與底座相連,蝸殼內(nèi)容納有噴咀和膨脹機葉輪。
??? 轉(zhuǎn)子:二端分別裝有膨脹機葉輪和增壓機葉輪(二者均為閉式),為一剛性轉(zhuǎn)子,套裝在機身軸承上。
軸承:前、后軸承均為徑向推力聯(lián)合式軸承,由進(jìn)油管供給清潔而充足的潤滑油,使轉(zhuǎn)子能長期穩(wěn)定運轉(zhuǎn),采用鉑電阻溫度計測量軸承溫度。
軸密封:在靠近二葉輪的軸上各置有一迷宮密封套,使得氣體外漏量控制在較小的范圍內(nèi),在靠近膨脹機的密封套內(nèi)充入常溫密封氣(干燥空氣或氮氣)以阻止流經(jīng)膨脹機的低溫氣體外泄,而跑“冷”,為控制噴咀出口的氣體與膨脹機端密封氣之間的壓力差維持在0.05MPa左右,特設(shè)置一精密減壓閥,增壓機端的密封套內(nèi)充入~0.5MPa壓力的密封氣(干燥空氣)。
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3.離心增壓機
增壓機由進(jìn)氣室、葉輪、無葉擴壓器、蝸殼組成,其葉輪與膨脹機葉輪置于同一軸上,二者轉(zhuǎn)速相同,由膨脹機葉輪發(fā)出的機械功驅(qū)動其旋轉(zhuǎn),氣體進(jìn)入葉輪后,被加速、增壓,進(jìn)入無葉擴壓器之后,又進(jìn)一步減速增壓,較后匯集于蝸殼排出機外,經(jīng)冷卻降溫后進(jìn)入鈑式換熱器,再進(jìn)入膨脹機。[Ok3w_NextPage]
4.供油系統(tǒng)
該供油系統(tǒng)由單獨的系統(tǒng)組成,主要包括油箱、三螺桿油泵、油冷卻器、溫控閥、囊式蓄能器等。潤滑油進(jìn)入油泵升壓后進(jìn)入油冷卻器和切換式油過濾器,再分別進(jìn)入各軸承,較后由機身內(nèi)腔匯入回油管回到油箱,另外設(shè)置了一蓄能器,在油泵啟動后自動充油,用于油壓降低或油泵停轉(zhuǎn)后,機組聯(lián)鎖停車時能繼續(xù)供油一段時間(約1分鐘),確保軸承的安全。
潤滑油采用N32透平油,為保證油的品質(zhì),在開始運轉(zhuǎn)300小時后要進(jìn)行一次換油,以后在油過濾器清潔的前提下每年至少換一次油,只有在經(jīng)過檢查確認(rèn)油的特性良好的前提下,才可延長換油時間。
5.緊急切斷閥
在膨脹機進(jìn)口處設(shè)置了一個緊急切斷閥,當(dāng)機組處于危險狀態(tài)時,根據(jù)各危險點發(fā)出的聯(lián)鎖信號,此閥能在很短時間內(nèi)關(guān)閉,從而切斷氣源,使其快速停車,起到安全保護(hù)作用。
在危急情況下,膨脹機儀控系統(tǒng)聯(lián)鎖即切斷電磁閥電源,使緊急斷閥快速關(guān)閉與此同時增壓機回流閥FCV401自動全開。
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6.增壓機后冷卻器
為了將增壓機出口高溫氣體冷卻以達(dá)到空分流程的要求,設(shè)置了其冷卻器,用冷卻水進(jìn)行冷卻,調(diào)節(jié)進(jìn)水量可以達(dá)到調(diào)節(jié)出口氣體溫度的目的,冷卻器工況的控制根據(jù)其技術(shù)參數(shù)和流程需要來進(jìn)行。
7.增壓機回流閥
設(shè)置該閥有以下三個用途:
a. 壓力調(diào)節(jié):根據(jù)空分流程的要求,一般希望增壓機出口壓力保持恒定,閥的開大或關(guān)小,可使壓力降低或升高,該閥在儀控系統(tǒng)自動控制下則可達(dá)到壓力恒定的目的。
b. 防喘振:增壓機在一定的進(jìn)口流量和轉(zhuǎn)速下,當(dāng)進(jìn)口流量小到一定數(shù)值時,機器會發(fā)生喘振,此時壓力會大幅度波動,并發(fā)出強烈的“喘氣”聲響和振動,將引起機器損壞,為防止這種情況出現(xiàn),該閥會在進(jìn)口流量小到一定數(shù)值時自動打開。所給定的防喘振流量是根據(jù)進(jìn)口壓力,進(jìn)口溫度,轉(zhuǎn)速均為額定值的情況,當(dāng)這些條件不同時,對防喘振流量值應(yīng)予修正。
c. 開大回流閥:可增加增壓機的負(fù)荷使膨脹機減速 [Ok3w_NextPage]
8.維護(hù)說明
8.1噴咀:只要供應(yīng)的氣體是清潔的,即使噴咀葉片的光澤變暗,也不會影響效率,但如氣體中含有較大的即使少量的固體顆?;蚨趸籍a(chǎn)生的液滴時,就會產(chǎn)生噴咀葉片的磨蝕,嚴(yán)重時會出現(xiàn)凹坑,這樣就會使效率明顯下降,這時就應(yīng)更換噴咀。在裝置啟動期間,較容易產(chǎn)生磨蝕。因此裝置操作時要特別注意。
8.2膨脹機葉輪:與噴咀葉片相同的原因,也可能造成對葉片進(jìn)口邊磨蝕,如果磨蝕嚴(yán)重甚至出現(xiàn)凹坑時應(yīng)更換工作輪。
8.3膨脹機與增壓機葉輪密封蓋易遭輕微磨損。如磨損嚴(yán)重,就必須更換,其裝配間隙見圖。
8.4軸密封套:軸密封套在運行時孔也會產(chǎn)生輕微磨損。如磨損嚴(yán)重,就應(yīng)調(diào)換軸密封,因為過度磨損會使軸承溫度降低并增加漏氣損失。軸密封的徑向間隙為0~0.04mm當(dāng)增大到0.1就應(yīng)予以調(diào)換。
8.5軸承:軸承型面是精心設(shè)計并通過機械加工而保證的。因此其內(nèi)孔和止推面都不允許進(jìn)行任意修正,如果發(fā)現(xiàn)由于暫時超負(fù)荷或潤滑不良而引起軸承損傷,就應(yīng)更換軸承。
? 8.6增壓機葉輪:如供應(yīng)的氣體不干凈將引起增壓機葉片的磨蝕,以致破壞平衡,這種情況與膨脹機葉輪動平衡破壞相類似。 需要說明的是,無論是膨脹機葉輪、增壓機葉輪或其它零部件需要更換時,必須更換整個轉(zhuǎn)子而不能單獨更換葉輪或其它零部件。
8.7油冷卻器,一般一年進(jìn)行一次清洗。如果冷卻水不干凈,清洗次數(shù)還要增加。
8.8油過濾器,如發(fā)現(xiàn)過濾器阻力明顯增加,就應(yīng)進(jìn)行清洗或更換濾芯。
8.9增壓機后冷卻器,一般一年清洗一次,如工作時發(fā)生竄漏,阻力突然增大,換熱效果變差,則應(yīng)立即檢查原因并加以修整。