增压透平膨胀机常识
透平膨胀机资料
透平膨胀机1、空分设备配套膨胀机的基本要求及工作原理绝热等熵膨胀是获得低温的重要途径之一，也是对外做功的一个重要热力过程。
而作为用来使气体膨胀输出外功以产生冷量的膨胀机，则是能够实现接近绝热等熵膨胀过程的一种有效机械。
膨胀机可分为活塞式和透平式两大类。
一般来说，活塞式膨胀机多用于中高压、小流量领域。
而低中压、流量相对较大的领域则多用于透平膨胀机。
随着透平技术的进一步发展，中高压、小流量的大膨胀比的透平膨胀机在各领域也有越来越多的应用。
与活塞膨胀机相对比，透平膨胀机具有占地面积小(体积小)，结构简单，气流无脉动，振动小，无机械磨损部件，连续工作周期长，操作维护方便，工质不污染，调节性能好和效率高等特点。
对空分设备来说，低温精馏装置冷量损失的及时补流，产品产量的有效调节等都使得为其提供充足冷量的膨胀机显得尤为重要，可以说它是空分设备的心脏部件之一。
随着科学技术的不断进步，现代空分设备对膨胀机提出了更高的要求，更高的整机效率，更好的稳定剂调节性能，更安全级可靠的保护系统，更长的运行周期及使用寿命等等。
特别是随着内压缩流程空分设备和液体、液化设备等广泛使用，中压甚至更高等级透平膨胀机使用的越来越多。
这类产品膨胀机出口气体常带一部分液体，有的具有很大的膨胀比。
活塞膨胀机是利用工质在可变容积中进行膨胀输出外功，也称为容积型膨胀机。
工质在冷钢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，也称为速度型膨胀机。
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。
2、透平膨胀机的分类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为反动式透平膨胀机。
如果反动度很小甚至接近于零，工作轮基本上由喷嘴出口的气体推动而转动，并对外做功，这种透平膨胀机被称为冲动式透平膨胀机。
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—轴式和轴流式；如图：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。
增压透平膨胀机培训教材
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 锯剌形的密封齿，而在机身上装有相对较软的铅基 合金制成的密封件。迷宫密封是一种动密封，它依 靠密封齿与密封件间的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泄漏，为 了减少气体的泄漏量，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。
四川简阳瑞特机械设备有限公司生产的膨胀机 有：增压透平膨胀机、（风机制动式）透平 膨胀机两种。 以上两种单级透平膨胀机即属于反动式透平 膨胀机，又属于径－轴流式透平膨胀机。 为了提高透平膨胀机的效率，工作轮一般采 用闭式工作轮。 下面主要介绍增压透平膨胀机
二、透平膨胀机的工作原理
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 机等消耗。
五、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。
膨胀机培训资料
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。
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。
增压透平膨胀机工作原理
增压透平膨胀机工作原理
当流体进入透平机械时，由于进口导叶的导向作用，流体被引导进入
膨胀腔，同时增压透平膨胀机内部的叶片也开始旋转。
当叶片开始旋转时，膨胀腔内的流体被叶片抛离，并随着叶片的旋转逐渐加速。
在增压透平膨胀机的工作过程中，流体的压力和温度将随着流体的加
速逐渐升高。
当流体通过膨胀腔的出口导叶时，其压力和温度达到最高点。
膨胀腔内的流体由于叶片的推动而不断加速，当流体通过出口导叶时，其速度超过了流体的声速，产生了超声速流动。
此时，流体经过出口导叶
的扩张管道，压力逐渐降低，流体的动能被转化为机械能，从而实现了对
流体的增压。
首先，由于进口导叶的导向作用，流体被引导进入膨胀腔。
进口导叶
的角度可以根据需要进行调整，以确保流体能够顺利进入膨胀腔。
其次，膨胀腔内的叶片开始旋转，将流体抛离，并随着叶片的旋转逐
渐加速。
叶片的形状和数量可以根据需要进行设计，以达到最佳的工作效果。
其三，流体在膨胀腔内被加速，其压力和温度逐渐升高。
这是因为膨
胀腔内的叶片产生的离心力的作用，使流体加速并增加了流体的动能。
最后，流体经过出口导叶的扩张管道时，其速度超过了声速，并逐渐
减小了压力。
这是因为出口导叶的形状和角度的设计，使流体扩张并将其
动能转化为机械能，实现了对流体的增压。
总之，增压透平膨胀机通过旋转叶片和适当的导向装置，将流体的动
能转化为机械能，实现对流体的增压。
其工作原理主要包括流体进入、叶
片旋转、加速和扩张等过程。
这种设备广泛应用于能源、化工、航天等领域，对于提高流体压力和温度具有重要意义。
透平膨胀机基础知识
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。
透平膨胀机基础知识
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最新版
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。
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增压透平膨胀机
增压透平膨胀机是利用膨胀机的输出功来直接将入膨胀机前的气体增压，使得入膨胀机的膨胀气体压力升高，从而达到提高膨胀机前后压差，增加单位膨胀工质的产冷量，降低膨胀量的目的，减少膨胀量就意味着减少了循环压缩功，节约了能耗，并且还避免了机械能转变成电能而导致的损失，提高了膨胀功的回收效率，可以说它比过去常采用的电机或风机作为膨胀机的制动设备更完善。
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靠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：在靠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，在靠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0～0.04mm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。