膨脹機(jī)操作規(guī)程

1、PLPK-34.67/2.77 X 0.3 型透平膨脹機(jī)操作規(guī)程上海加力氣體有限責(zé)任公司二。一二年H一月1、概述22、主要技術(shù)規(guī)范23、結(jié)構(gòu)簡介23.1 透平膨脹機(jī)23.2 氣體軸承供氣系統(tǒng)33.3 安全裝置34、操作34.1 起動(dòng)前的準(zhǔn)備34.2 起動(dòng)44.3 運(yùn)轉(zhuǎn)54.4 停車65、維護(hù)裝配及故障處理65.1維護(hù)66、透平膨脹機(jī)常見故障分析與排除71.1 透平膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速失控71.2 透平膨脹機(jī)后溫度過低71.3 透平膨脹機(jī)起動(dòng)時(shí)超速71.4 膨脹端進(jìn)口壓力過低81.5 膨脹端出口壓力過高81.6 透平膨脹機(jī)振動(dòng)過大81概述該機(jī)在PLPK-34.67/2.77X0.3型透平膨脹機(jī)組系氣體分離

2、設(shè)備配套單機(jī)之一，整套裝置中利用富氧空氣在膨脹機(jī)內(nèi)絕熱膨脹，直接產(chǎn)生氣體分離設(shè)備中所需的冷量獲得低溫，同時(shí)補(bǔ)償氣體分離設(shè)備中的各種冷量損失。膨脹機(jī)絕熱效率和增壓效率的高低直接影響氣體分離設(shè)備能否正常運(yùn)行及各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。該機(jī)還具有結(jié)構(gòu)簡單、絕熱效率高、節(jié)約能源、體積小、重量輕、操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。2 主要技術(shù)規(guī)范本透平膨脹機(jī)組配套機(jī)器數(shù)量為2臺(tái)，主要技術(shù)參數(shù)如下：膨脹機(jī)：膨脹量2080Nm3/h（0，101325Pa）膨脹前壓力0.277MPa膨脹前溫度128.15K膨脹后壓力0.030MPa工作介質(zhì)富氧空氣轉(zhuǎn)速32900r/min絕熱效率>80%增壓機(jī)：增壓量2050Nm3/h（0，

3、101325Pa）增壓前壓力0.618MPa增壓前溫度288.15K增壓后壓力0.75MPa工作介質(zhì)氮?dú)廪D(zhuǎn)速32900r/min增壓機(jī)效率>68%3 結(jié)構(gòu)簡介3.1 透平膨脹機(jī)本機(jī)型式為臥式單級(jí)徑軸流向心反擊式，帶增壓機(jī)。兩臺(tái)增壓透平膨脹機(jī)均采用相同的零部件。透平膨脹機(jī)蝸殼為單進(jìn)氣切向流動(dòng)型式，采用鑄銅材料，蝸殼在低溫下工作并置于保冷箱內(nèi)。膨脹輪和增壓輪分別安裝于軸的兩端，軸是由兩氣體軸承支承。氣體軸承則由機(jī)身支承，并采用整體軸向裝配結(jié)構(gòu)。在膨脹輪后主軸段設(shè)有軸封裝置，其中充入常溫干燥氣體，以減少膨脹冷空氣泄漏。在增壓輪后主軸段設(shè)有軸封裝置，其中充入常溫干燥氮?dú)?，以減少增壓氮?dú)庑孤┮员ＷC

4、氮?dú)饧兌群推胶廪D(zhuǎn)子軸向力。在機(jī)身中部左右裝有轉(zhuǎn)速電氣遙測(cè)裝置，可在儀表盤上顯示運(yùn)轉(zhuǎn)情況。3.2 氣體軸承供氣系統(tǒng)氣體軸承設(shè)有專門的供氣系統(tǒng)。在啟動(dòng)時(shí)，由分子篩純化器后，引出一路純凈空氣，經(jīng)過粗過濾器，精過濾器再次凈化，送至氣體軸承供氣管道。在正常運(yùn)行情況下，從氮?dú)夤苈分幸鲆宦芳儍舻獨(dú)?，送至氣體軸承供氣管道。氣體軸承耗氣約為25m3/h（在供氣壓力為0.6MPa表壓情況下）。3.3 安全裝置透平膨脹機(jī)是高速旋轉(zhuǎn)裝置，為保護(hù)機(jī)器，配置有自動(dòng)安全系統(tǒng)。3.3.1 在下列情況下發(fā)出報(bào)警信號(hào)，立即采取措施調(diào)整：a氣體軸承氣壓力下降低于0.45MPa；b轉(zhuǎn)速超過36190r/min。3.3.2 在下列情

5、況下，停車：a氣體軸承氣壓力下降低于0.4MPa,而且無法調(diào)整；b轉(zhuǎn)速超過37835r/min,而且無法調(diào)整；c電源發(fā)生故障。3.3.3 超速控制通過增壓機(jī)旁通閥，控制增壓機(jī)負(fù)荷，以調(diào)節(jié)機(jī)器轉(zhuǎn)速。當(dāng)增壓機(jī)旁通閥調(diào)節(jié)無效時(shí)，可采用膨脹端機(jī)前進(jìn)口閥調(diào)節(jié)。4操作氣體分離裝置起動(dòng)時(shí)，為使其迅速冷卻，兩臺(tái)透平膨脹機(jī)順序起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，每臺(tái)基本各自構(gòu)成一獨(dú)立系統(tǒng)，操作也相同。4.1 起動(dòng)前的準(zhǔn)備4.1.1 對(duì)膨脹機(jī)各進(jìn)出口管路須進(jìn)行徹底吹除后，安裝本機(jī)。4.1.2 對(duì)氣體軸承供氣管路和密封氣管路須進(jìn)行徹底吹除，然后安裝精過濾器鍥片，對(duì)于已長期使用而被污染的濾芯需嚴(yán)格進(jìn)行清洗后方能再次使用。吹除結(jié)束后接通軸承供氣

6、系統(tǒng)及密封氣系統(tǒng)，同時(shí)接通儀表、轉(zhuǎn)速表供電系統(tǒng)，使之處于完好狀態(tài)，機(jī)身排氣孔應(yīng)去封。4.2 起動(dòng)4.2.1 步驟4.2.1.1 調(diào)節(jié)氣體軸承供氣壓力，保持膨脹端氣體軸承供氣壓力>0.55MPa,增壓端氣體軸承供氣壓力>0.55MPa,對(duì)于初次開車，為確定軸承供氣后轉(zhuǎn)子是否起浮，可在機(jī)身排氣孔處觀察。4.2.1.2 增壓端出口閥全開，旁通閥全開。4.2.1.3 確認(rèn)膨脹機(jī)進(jìn)口截止閥處于關(guān)閉狀態(tài)，全開膨脹端出口截止閥。4.2.1.4 打開增壓端進(jìn)口調(diào)節(jié)閥，再緩慢打開膨脹端進(jìn)口閥，注意膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速不許超過36190r/min。4.2.1.5 然后不斷調(diào)整增壓端的進(jìn)口閥、膨脹端的進(jìn)口閥的開度

7、。當(dāng)增壓端進(jìn)口壓力表讀數(shù)下降時(shí)，要加大增壓端進(jìn)口閥和旁通閥的開度；當(dāng)膨脹端進(jìn)口壓力表讀數(shù)上升過快時(shí)，則關(guān)小膨脹端進(jìn)口閥的開度。4.2.1.6 調(diào)節(jié)增壓端密封氣壓力為0.6MPa,調(diào)節(jié)膨脹端密封氣壓力為0.1MPa。4.2.1.7 按同樣步驟起動(dòng)另一臺(tái)透平膨脹機(jī)。4.2.1.8 當(dāng)膨脹端進(jìn)口溫度低于-50時(shí)，在保證轉(zhuǎn)速不超過36190r/min的情況下，緩慢關(guān)閉增壓端旁通閥，以達(dá)到增壓效果。4.2.2 注意事項(xiàng)4.2.2.1 由于起動(dòng)階段，偏離設(shè)計(jì)工況運(yùn)行，運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)變化較大，故調(diào)節(jié)頻繁，起動(dòng)時(shí)因整個(gè)裝置處于熱狀態(tài)，膨脹端進(jìn)口溫度高于正常值，而膨脹端出口壓力低于正常值，因透平膨脹機(jī)絕熱效率高于活塞

8、式膨脹機(jī)絕熱效率，故起動(dòng)過程降溫極快，膨脹端進(jìn)口溫度急速下降，此時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整膨脹端進(jìn)口閥門，防止膨脹機(jī)超速。4.2.2.2 在起動(dòng)階段初期，因膨脹端進(jìn)口溫度偏高，膨脹機(jī)進(jìn)氣量達(dá)不到滿負(fù)荷運(yùn)行，此時(shí)空壓機(jī)末級(jí)可部分放空。隨著膨脹端進(jìn)口溫度的不斷下降，放空閥逐漸關(guān)小，調(diào)節(jié)至要求。4.2.2.3 在起動(dòng)階段后期，當(dāng)進(jìn)氣溫度繼續(xù)下降，而進(jìn)氣壓力已不能再持續(xù)在設(shè)計(jì)值時(shí)，可使一臺(tái)膨脹機(jī)減量操作，從而保證另一臺(tái)膨脹機(jī)維持額定轉(zhuǎn)速工作，直至停止一臺(tái)膨脹機(jī)運(yùn)行。4.3 運(yùn)轉(zhuǎn)4.3.1 正常操作條件膨脹端氣體軸承供氣壓力>0.55MPa增壓端氣體軸承供氣壓力>0.55MPa增壓端密封氣體壓力0.6MP

9、a膨脹端密封氣體壓力0.1MPa膨脹端進(jìn)口壓力0.277MPa膨脹端出口壓力0.030MPa膨脹端進(jìn)口溫度128.15K轉(zhuǎn)速32900r/min增壓端進(jìn)口壓力0.618MPa增壓端出口壓力0.75MPa增壓端進(jìn)口溫度288.15K4.3.2 透平膨脹機(jī)的平行作業(yè)和切換由于透平膨脹機(jī)進(jìn)氣管道公用，故從兩臺(tái)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)密切注視另一臺(tái)以防超速，操作過程需緩慢進(jìn)行。當(dāng)從一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)切換到另一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)先停止一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)，再按起動(dòng)步驟起動(dòng)另一臺(tái)，操作過程需緩慢進(jìn)行。當(dāng)從一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入兩臺(tái)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，切記要先全開未起動(dòng)的一臺(tái)膨脹機(jī)增壓端的旁通閥，以防其在起動(dòng)時(shí)增壓端氣量不足，而產(chǎn)生喘

10、振現(xiàn)象，燒壞軸承,然后對(duì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的一臺(tái)膨脹機(jī)使其轉(zhuǎn)速下降，使正常運(yùn)轉(zhuǎn)的一臺(tái)膨脹機(jī)與正在啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的另一臺(tái)膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速差始終不大于1000r/min。對(duì)于停車的一臺(tái)膨脹機(jī)，軸承氣壓力應(yīng)保持0.100.15MPa（表壓）左右，以防雜質(zhì)進(jìn)入。4.3.3 加溫吹除運(yùn)轉(zhuǎn)過程中若有冰和干冰附著于噴嘴上則會(huì)造成噴嘴堵塞，使透平膨脹機(jī)效率降低，需要切換，進(jìn)行加溫解凍吹除，時(shí)間取決于實(shí)際操作狀態(tài)。4.3.3.1 有下列情況需進(jìn)行加溫吹除：a噴嘴出口壓力降低;共9頁第5頁b轉(zhuǎn)速下降；c流量減少；d.進(jìn)出口壓力波動(dòng)很大。e.整個(gè)裝置停車時(shí)間超過3天,設(shè)備未通軸承氣、密封氣保護(hù)的情況下。4.3.3.2 方法加溫空氣用干

11、燥的熱空氣，加溫到吹除口的出氣溫度接近加溫氣進(jìn)氣溫度時(shí)為止。加溫空氣由膨脹機(jī)加溫閥一膨脹機(jī)一吹除閥。4.3.3.3 注意事項(xiàng)：a加溫時(shí)透平膨脹機(jī)進(jìn)出口截止閥要關(guān)嚴(yán)，吹除閥要全開。b加溫?zé)釟馀c正常工作氣流相反，加溫吹除應(yīng)在軸承供氣狀態(tài)下進(jìn)行。c透平膨脹機(jī)停車后，為保護(hù)設(shè)備，必須進(jìn)行一次加溫吹除。4.3.4 調(diào)節(jié)透平膨脹機(jī)的調(diào)節(jié)主要取決于氣體分離裝置對(duì)冷量的需要，一般采用膨脹端進(jìn)口閥節(jié)流的調(diào)節(jié)方法，機(jī)前溫度的調(diào)節(jié)主要為了避免機(jī)后溫度過低，以免產(chǎn)生液滴使設(shè)備受損。在冷量比較富裕的情況下，若進(jìn)口溫度很低，無法將其調(diào)高，則應(yīng)機(jī)前節(jié)流使膨脹機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行，保證出口溫度不致產(chǎn)生液滴。4.4 停車4.4.1 步

12、驟：停車步驟與起動(dòng)步驟相反進(jìn)行。4.4.1.1 逐漸打開增壓端旁通閥，同時(shí)逐漸關(guān)閉膨脹端進(jìn)口閥，再關(guān)膨脹端出口閥和增壓端進(jìn)口閥、出口閥。4.4.1.2 當(dāng)轉(zhuǎn)速表讀數(shù)降為零時(shí)，關(guān)閉密封氣，并將軸承氣壓力降至0.15MPa（表壓）左右。4.4.2 緊急停車：發(fā)生下列情況須緊急停車：a出現(xiàn)有極不正?，F(xiàn)象（轉(zhuǎn)速、壓力、溫度、流量）b有異常的振動(dòng)或噪音。c氣體軸承卡住。4.4.3 突然停電除立即同時(shí)關(guān)閉膨脹機(jī)進(jìn)口閥和純化器進(jìn)口閥外，其他應(yīng)按氣體分離裝置緊急停車處理。故障排除后，作好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，準(zhǔn)備下次起動(dòng)。5維護(hù)裝配及故障處理5.1 維護(hù)除發(fā)生意外事故外，增壓透平膨脹機(jī)組可以和氣體分離裝置一起進(jìn)行連續(xù)

13、運(yùn)行，一般情況下無需拆檢，如確實(shí)要拆檢時(shí)，須按規(guī)定要求進(jìn)行。5.1.1 透平膨脹機(jī)檢查要求5.1.1.1 軸承允許在不影響尺寸精度和粗糙度的情況下局部修理，但修整后需嚴(yán)格進(jìn)行清洗去污，并用高壓純凈氣體吹除干凈。5.1.1.2 為了保證轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡性能，不應(yīng)隨便更換零件或改變其位置，在修整或更換零件后須經(jīng)動(dòng)平衡校正后方可使用,其重心偏移量不大于0.3m,轉(zhuǎn)子拆裝時(shí)應(yīng)注意原膨脹輪和增壓輪及所屬零部件的刻度線，膨脹輪螺母和增壓輪螺母允許最大刻度線偏移不應(yīng)超過10°15°,否則需經(jīng)再次動(dòng)平衡校驗(yàn)。5.1.2 膨脹機(jī)在工程配管安裝時(shí)，建議增壓端進(jìn)出口總管道越粗越好，增壓端進(jìn)口須保持10

14、15倍管道內(nèi)徑長度的直管段，增壓端出口支管與主管成030度夾角c6透平膨脹機(jī)常見故障分析與排除6.1 透平膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速失控該透平膨脹機(jī)使用增壓機(jī)制動(dòng)，由于增壓端進(jìn)氣過濾器上的過濾網(wǎng)被灰塵和臟污所堵塞，進(jìn)風(fēng)量減少，膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速可能上升而失控，應(yīng)及時(shí)清洗增壓端進(jìn)風(fēng)過濾器。6.2 透平膨脹機(jī)后溫度過低此時(shí)容易產(chǎn)生液滴（指膨脹端出口壓力0.030MPa,起動(dòng)時(shí)隨排氣壓力下降該溫度也相應(yīng)下降），將膨脹輪打壞。此時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)膨脹機(jī)前溫度，調(diào)整旁通調(diào)節(jié)閥，如進(jìn)口溫度很低無法調(diào)高時(shí)，則可關(guān)小膨脹端進(jìn)口閥，或降低膨脹機(jī)進(jìn)口壓力等措施來降低膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速，使膨脹機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行。6.3 透平膨脹機(jī)起動(dòng)時(shí)超速透平膨脹機(jī)在起動(dòng)時(shí)超

15、速，主要由兩個(gè)方面原因造成，一方面打開膨脹機(jī)進(jìn)氣截止閥時(shí)過猛，氣量過大，容易引起超速；另一方面也是容易忽視的就是增壓機(jī)進(jìn)出口管路不暢造成超速。因?yàn)橹挥挟?dāng)增壓機(jī)進(jìn)出口暢通時(shí)，管路阻力最小，此時(shí)所需的壓力低。根據(jù)風(fēng)機(jī)性能曲線風(fēng)壓越低，對(duì)應(yīng)的風(fēng)量越大，功率消耗也越大。因此增壓機(jī)在較低轉(zhuǎn)速下所需的功率即能與膨脹機(jī)的輸出功率相平衡。故共9頁第7頁在起動(dòng)時(shí)，一方面要緩慢打開膨脹機(jī)進(jìn)口截止閥；另一方面切記在起動(dòng)膨脹機(jī)之前應(yīng)將增壓端進(jìn)、出口閥和膨脹端出口閥全開，保持增壓機(jī)進(jìn)出口管路暢通，以防超速。6.4 膨脹端進(jìn)口壓力過低膨脹機(jī)前整個(gè)通路中任何一部分發(fā)生堵塞或阻力過大，均會(huì)引起機(jī)前壓力降低。機(jī)前壓力過低將使膨

16、脹量減少，單位制冷量減少，造成總制冷量減少，因此必須消除。造成機(jī)前壓力過低的原因可能是換熱器或膨脹氣體過濾器堵塞（機(jī)械塵?；蚋杀?，應(yīng)及時(shí)加溫吹除，對(duì)過濾器進(jìn)行清洗，或?qū)Ψ肿雍Y純化器進(jìn)行凈化效果的分析。6.5 膨脹端出口壓力過高透平膨脹機(jī)后的富氧空氣經(jīng)過換熱器復(fù)熱后去純化器再生用，若機(jī)后阻力過大，或換熱器阻力大，均可造成機(jī)后壓力過高。此時(shí)因膨脹比下降，膨脹制冷量減少，可能導(dǎo)致裝置冷量不平衡，必須及時(shí)處理。若因換熱器，過濾器阻力大，造成膨脹機(jī)后壓力過高，則必須清洗，吹除，調(diào)整到正常值，此時(shí)機(jī)后壓力應(yīng)自動(dòng)下降恢復(fù)原數(shù)值，否則應(yīng)從機(jī)后管道阻力過大或葉輪與內(nèi)擴(kuò)壓器之間間隙過大等方面找原因，進(jìn)而排除。6.6 透平膨脹機(jī)振動(dòng)過大造成透平膨脹機(jī)振動(dòng)過大的原因很多，主要有下列幾方面：6.6.1 轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不良轉(zhuǎn)子出廠前是作過嚴(yán)格的動(dòng)平衡試驗(yàn)的，其重心偏移值和不平衡重量均控制在允許的范圍內(nèi)，該機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡精度為0.3m,但在裝拆運(yùn)轉(zhuǎn)過程中因不對(duì)中，磨損或輪內(nèi)雜質(zhì)凍結(jié)都將破壞轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡，由此將引起過大的振動(dòng)，應(yīng)停車檢查，必要時(shí)應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子再次作動(dòng)平衡試驗(yàn)，看其是否超過允許范圍。6.6.2 膨脹機(jī)內(nèi)出現(xiàn)液體當(dāng)膨脹機(jī)內(nèi)出現(xiàn)液體時(shí)，由于液體被甩到葉輪外緣，溫度升高，又急劇汽化，會(huì)使間隙壓力大幅度波動(dòng)，