膨胀机培训教案.doc

透平膨胀机原理及基本结构和故障分析课时: 4小时计划授课时间: 4月 27~28 日 14: ~16 : 培训目的和应取得的效果:了解透平膨胀机的主要结构、原理,操作上应注意的事项,能初步分析判断设备故障。一、透平膨胀机工作原理: 1、基本工作原理:压缩气体通过喷嘴和膨胀机工作轮时进行膨胀,推动工作轮回转输出外功,而消耗本身的内能,产生冷量,使气体温度降低。 2、工作过程:压力气体进入蜗壳被均匀地分配到导流器中,导流器装有喷嘴, 气体在喷嘴中将气体的内能转换成流动的动能,气体的压力和焓值降低,高速的气流推动叶轮旋转并对外作功,将气体的动能转变为机械能,通过转子带动增压机对外输出功。 3、气体进入工作轮的流动,速度三角形。见 P165 图 68叶轮的进气过程无冲击进气二、透平膨胀机基本结构类型:可分为反作用式和冲动式。反作用式(反动式):气体在工作轮中具有一定的膨胀。冲动式;气体不发生膨胀,仅推动叶轮对外作功。反作用式膨胀机的主要结构;蜗壳、导流器(喷咀)、工作轮和风机轮、轴、轴承、扩压器、机体及密封等。 1、蜗壳:圆型截面单蜗室(作图示) ;主要作用是将气体均匀地分配给导流器及工作轮进行能量交换。 2、导流器:可转动叶片喷嘴;使气体进入工作轮时具有一定动量矩的零件。 3、工作轮:闭式径轴流工作轮(见图) ,它的作用是将气流继续膨胀,并将膨胀产生的外功通过轴传给风机轮。 4、扩压器:作用是回收工作轮出口的动能,减少速度损失。 5、主轴:传递动力,主轴的中间段加大了直经,增加刚度,提高临界转速, 避免共振,刚性轴。 6、轴承:三油楔铜合金轴承。 7、密封:曲折式迷宫密封,多用石墨材料,在轴密封的中间再通密封气。三、透平膨胀机的基本损失与效率 1、流动损失:气流流过导流器和工作轮时,由于流道表面的摩擦、局部产生漩涡、气流撞击等产生的损失。 2、摩擦鼓风损失(作图):工作轮轮盘周围的气体对叶轮的转动产生摩擦力, 从而引起的摩擦热使气体的温度升高的损失。(轮背气体摩擦) 3、泄漏损失(作图):有内漏和外漏,内漏使制冷量减小,膨胀机效率降低; 外漏损失了气体和冷量。 4、余速损失:通过膨胀机的气体在出口还具有一定的速度。四、膨胀机零部件、备件现场讲解:各另部件的主要结构特点。五、膨胀机操作应注意的事项 1、不用改变转速的方法来调节制冷量;产生冲击进气,膨胀机的效率降低,可造成流通部分的机械损坏。 2、降低制冷量常用质调节,即关小机前调节阀,降低膨胀机前的压力。中小型空分热效率下降,等熵焓降不能全利用。转动喷嘴调节对大型空分有利。 3、膨胀机启动时加速要缓慢,但不要在低速状态下运行,要较快地加速到 10000rpm 。 4、膨胀机在启动前和停机后都要检查紧急切断阀是否能关严无泄漏,检查其灵敏性要在 1S内完成开关动作。 5、控制膨胀机间隙与出口间压差的作用,以及压差过大的危害。六、故障初步判断分析 1、轴承温度过高、过低的原因分析。 :轴承磨损,不能形成油膜;转子振动大;油量不足、油质差、