透平膨胀机培训课件

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。

PLPK-34.67/2.77×0.3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)3.1透平膨胀机 (2)3.2气体轴承供气系统 (3)3.3安全装置 (3)4﹑操作 (3)4.1起动前的准备 (3)4.2起动 (4)4.3运转 (5)4.4停车 (6)5﹑维护装配及故障处理 (6)5.1维护 (6)6﹑透平膨胀机常见故障分析与排除 (7)6.1透平膨胀机转速失控 (7)6.2透平膨胀机后温度过低 (7)6.3透平膨胀机起动时超速 (7)6.4膨胀端进口压力过低 (8)6.5膨胀端出口压力过高 (8)6.6透平膨胀机振动过大 (8)1概述PLPK-34.67/2.77×0.3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0.277MPa膨胀前温度128.15K膨胀后压力0.030MPa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0.618MPa增压前温度288.15K增压后压力0.75MPa工作介质氮气转速32900r/min增压机效率≥68%3结构简介3.1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。

精品天然气透平膨胀机培训教程四川空分设备（集团）有限责任公司2010年 04月第一部分基础理论简介一、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。

4）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3、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。

透平膨胀机培训资料最新版一、引言透平膨胀机是一种常见的能量转换设备，广泛应用于航空、石油化工、电力等领域。

为了提高工作人员对透平膨胀机的理解和操作技能，特编写本培训资料，以便更好地掌握透平膨胀机的原理、结构、工作过程以及维护保养等方面的知识。

二、透平膨胀机概述1. 透平膨胀机的定义和分类透平膨胀机是一种通过透平转动来实现能量转换的机械设备，根据其用途和工作原理的不同，可以分为工艺透平膨胀机和发电透平膨胀机两大类。

2. 透平膨胀机的工作原理透平膨胀机利用高温高压气体的能量来推动透平转动，从而实现能量的转换。

其工作过程主要包括进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个阶段。

3. 透平膨胀机的结构组成透平膨胀机主要由透平、轴承、转子、定子、进气系统、排气系统等部件组成。

其中透平是透平膨胀机的核心部件，其结构形式包括径向透平和轴向透平两种。

三、透平膨胀机的工作过程1. 进气过程透平膨胀机的进气过程主要包括进气阀的开启、气体的进入和进气压力的控制等步骤。

2. 压缩过程进入透平膨胀机的气体在压缩过程中逐渐增加压力和温度，通过透平的转动来实现气体的压缩。

3. 燃烧过程透平膨胀机的燃烧过程主要是指燃气透平膨胀机中的燃烧过程，通过燃烧产生的高温高压气体来推动透平转动。

4. 膨胀过程透平膨胀机的膨胀过程是指高温高压气体通过透平的膨胀来释放能量，从而实现能量的转换。

5. 排气过程透平膨胀机的排气过程主要包括排气阀的开启、气体的排出和排气压力的控制等步骤。

四、透平膨胀机的维护保养1. 透平膨胀机的日常维护透平膨胀机的日常维护主要包括定期检查透平膨胀机的运行情况、清洁透平膨胀机的外表、检查润滑油的情况等。

2. 透平膨胀机的故障排除透平膨胀机在运行过程中可能会出现各种故障，如振动、温度异常、噪音增大等。

针对不同的故障情况，需要进行相应的排除措施。

3. 透平膨胀机的定期维护透平膨胀机的定期维护主要包括更换润滑油、检查轴承磨损情况、清洗冷却系统等工作，以确保透平膨胀机的正常运行。

透平膨胀机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。

我们平常用气筒打气会发现筒身发热,那是因为活塞压缩气体气体放热,如果反之其原理就类似于膨胀机了(更确切的说是活塞式膨胀机).透平膨胀机输出的能量由同轴压缩机回收或制动风机消耗。

2故障原因编辑转速表指示失准，一般有两种原因：一是因膨胀机本身故障造成转速表指示异常，这种情况往往伴随着膨胀机有严重的异常声音；二是磁电传感器故障所致。

磁电传感器安装在制动风机的端盖中间，由两块绕有线圈的永久磁铁组成，利用磁电感应原理，如果线圈对地短路或内部受潮绝缘被破坏，转子转动时切割磁力线产生的感应电流出现变化，造成测量转速不准。

可用兆欧表测量线圈接线对地电阻及绝缘程度，以作出准确的诊断。

膨胀机转速表在0~40℃环境温度下能正常工作，温度过低或过高均对转速表测量不利。

在分馏塔加温时没有取下膨胀机，即使在风机排气放空阀关闭的情况下，由于冷吹阶段空气的温度远低于0℃，加温后期的空气温度又高于40℃，这两种温差较大的气体长时间充满风机系统，磁电传感器线圈受影响最大，多次进行加温，就会产生线圈受潮不绝缘、对地短路的故障，在这种情况下转速表指示会迟钝且低于实际转速。

转速表本身发生故障的情况十分少见。

在转速表指示失准的情况下，可先判断是否因机械故障所致，应拆下膨胀机进行检查。

如机械系统无异常，可凭经验进行操作，转速显示偏低，不必担心膨胀机因转速超高而自动停车，造成分馏塔上塔压力上升进而威胁分馏塔的安全。

可在保证膨胀机前后压力、温度处于正常范围内维持运转。

风机轮叶片与风机端盖的严重摩擦，是导致风机轮损坏的直接原因。

这种故障只有在风机轮螺母明显松动的情况下才会发生。

螺母一般都具有自锁性，在静载荷和工作温度变化不大时不会自动松脱。

透平膨胀机1. 概述；2. 透平膨胀机组组成；3. 透平膨胀机本体组成；4. 透平膨胀机基本理论；5. 透平膨胀机各部分的详细结构分析；（通流部分，机体，制动端）6. 辅助设备：电、仪、控；7. 透平膨胀机操作及常见故障分析；一、 概述1、 两个概念（1）焓：PV U h +=U ：内能是动能和位能之和，动能：分子运动；位能：工质分子间的相互作用力；P ：工质压力； V ：质量体积；PV ：表示工质做功的能力；工质从一种状态到另一种状态：21h h h -=∆。

（2）熵：衡量两种状态可逆程度（理解性）； 222111,,,,T V P T V P →熵不变化：可逆程度100%； 熵增加：越大，可逆程度越低；对膨胀机来说熵增小，则说明膨胀机的膨胀效率高； 熵只有不变或增加，不会变小，即熵增原理； 透平：靠旋转作功的一类机械； 2、 工作原理绝热等熵过程如下图：工质从2211,,T P T P →，21T T >①低温工质温度下降50~70℃，焓降：21h h h -=∆ ②对外作功：h ∆转化为动能，增压机或风机的动能；3、 膨胀过程与压缩过程两个过程是互逆过程； 膨胀过程：工质：压力降低，焓值降低，温度降低，对外输出功；压缩过程：工质：压力增加，焓值增加，温度升高，需要外功；4、应用领域两种作用的利用：①低温工质：空气分离，液化装置，航空领域；②回收功：（增压轮，电机发电）高炉气（煤气透平发电），石化；制冷循环：两个等压换热过程，一个等温压缩过程，一个等熵膨胀过程；如下图： 1~2：等温压缩 2~3：等压换热 3~4：等温膨胀 4~1：等压换热 如右图：2~6，3~5 是等焓线透平膨胀机在空分中的应用：空分中冷量主要来自膨胀机，其他冷量来自节流； 低压流程：90%以上的冷量来自膨胀机； 中压流程：80%以上的冷量来自膨胀机； 高压流程：84%以上的冷量来自膨胀机； 透平膨胀机的特点：①转速高：3~4万转/分，有的气体轴承膨胀机可达70万转/分； ②体积小：表面积小；③效率高：国产：85%~87%，国外：90%以上；④无机械接触：一般轴外径小于轴承内径10~15微米。