1、四川空分設(shè)備(集團(tuán)有限責(zé)任公司2008年12月1概述本機(jī)組工作介質(zhì)先經(jīng)增壓機(jī)增壓,冷卻后進(jìn)入板式換熱器,然后再進(jìn)入膨脹機(jī)進(jìn)行絕熱膨脹降溫產(chǎn)生液化設(shè)備所需的冷量,與此同時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械功又為增壓機(jī)所吸收。2技術(shù)參數(shù)(設(shè)計(jì)工況2.1增壓機(jī):工作介質(zhì):空氣進(jìn)口壓力:2.767MPa(A出口壓力:4.0MPa(A進(jìn)口溫度:313K2.2膨脹機(jī):工作介質(zhì):空氣進(jìn)口壓力:3.95MPa(A出口壓力:0.58MPa(A進(jìn)口溫度:163K絕熱效率:86%轉(zhuǎn)速:24990r/min 說明:軸承油壓可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行調(diào)整。3機(jī)組簡(jiǎn)介本機(jī)組由增壓透平膨脹機(jī)主機(jī)、供油系統(tǒng)、增壓機(jī)后冷卻器等組成,用地腳螺栓將其固定于混

2、凝土基礎(chǔ)上,同時(shí)必須防止周圍的振動(dòng)和沖擊傳給本機(jī)組,安裝各進(jìn)出口管道時(shí)必須防止管道重量和明顯的安裝應(yīng)力附加在機(jī)組上。本機(jī)組所需絕熱材料和潤(rùn)滑油等,由用戶自備。3.1透平膨脹機(jī):工作介質(zhì)由進(jìn)口管進(jìn)入蝸殼,經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)噴咀再進(jìn)入工作輪作功,然后經(jīng)擴(kuò)壓室、排氣管排出。膨脹機(jī)氣量調(diào)節(jié)是依靠安裝在冷箱頂上的氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)噴咀葉片轉(zhuǎn)動(dòng),從而改變其通道截面積來實(shí)現(xiàn),執(zhí)行機(jī)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50mm,閥桿下移使噴咀通道關(guān)小,上移則開大。3.1.1蝸殼:為不銹鋼鑄造結(jié)構(gòu),固定在機(jī)身上,通過機(jī)身與底座相連,蝸殼內(nèi)容納有噴咀和膨脹機(jī)葉輪。3.1.2 轉(zhuǎn)子:二端分別裝有膨脹機(jī)葉輪和增

3、壓機(jī)葉輪(二者均為閉式,為一剛性轉(zhuǎn)子,套裝在機(jī)身軸承上。3.1.3 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(rùn)滑油,使轉(zhuǎn)子能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),采用鉑電阻溫度計(jì)測(cè)量軸承溫度。3.1.4 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最小的范圍內(nèi),在靠近膨脹機(jī)的密封套內(nèi)充入常溫密封氣(干燥空氣或氮?dú)庖宰柚沽鹘?jīng)膨脹機(jī)的低溫氣體外泄,而跑“冷”,為控制噴咀出口的氣體與膨脹機(jī)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(jī)端的密封套內(nèi)充入3.5MPa壓力的密封氣(干燥空氣或氮?dú)狻?.2 離心增壓機(jī)增壓機(jī)由進(jìn)氣室、葉輪、無葉擴(kuò)壓器、蝸殼組成,

4、其葉輪與膨脹機(jī)葉輪置于同一軸上,二者轉(zhuǎn)速相同,由膨脹機(jī)葉輪發(fā)出的機(jī)械功驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn),氣體進(jìn)入葉輪后,被加速、增壓,進(jìn)入無葉擴(kuò)壓器之后,又進(jìn)一步減速增壓,最后匯集于蝸殼排出機(jī)外,經(jīng)冷卻降溫后進(jìn)入板式換熱器,再進(jìn)入膨脹機(jī)。3.3 供油系統(tǒng)該供油系統(tǒng)由單獨(dú)的系統(tǒng)組成,主要包括油箱、三螺桿油泵、油冷卻器、囊式蓄能器等。潤(rùn)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,最后由機(jī)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(dòng)后自動(dòng)充油,用于油壓降低或油泵停轉(zhuǎn)后,機(jī)組聯(lián)鎖停車時(shí)能繼續(xù)供油一段時(shí)間(約1分鐘,確保軸承的安全。潤(rùn)滑油采用N32透平油,為保證油的品質(zhì),在開始運(yùn)轉(zhuǎn)300小時(shí)

5、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)檢查確認(rèn)油的特性良好的前提下,才可延長(zhǎng)換油時(shí)間。3.4 緊急切斷閥(流程圖位號(hào)HV241在膨脹機(jī)進(jìn)口處設(shè)置了一個(gè)緊急切斷閥,當(dāng)機(jī)組處于危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí),根據(jù)各危險(xiǎn)點(diǎn)發(fā)出的聯(lián)鎖信號(hào),此閥能在很短時(shí)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(jī)儀控系統(tǒng)聯(lián)鎖切斷電磁閥電源,使緊急切斷閥快速關(guān)閉與此同時(shí)增壓機(jī)回流閥FCV245自動(dòng)全開。3.5 增壓機(jī)后冷卻器為了將增壓機(jī)出口高溫氣體冷卻以達(dá)到流程的要求,設(shè)置了增壓機(jī)后冷卻器,用常溫水進(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)

6、參數(shù)和流程需要來進(jìn)行。3.6 增壓機(jī)回流閥(流程圖位號(hào)FCV245設(shè)置該閥有以下三個(gè)用途:a.壓力調(diào)節(jié):根據(jù)流程的要求,一般希望增壓機(jī)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(dòng)控制下則可達(dá)到壓力恒定的目的。b.防喘振:增壓機(jī)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(shí),機(jī)器會(huì)發(fā)生喘振,此時(shí)壓力會(huì)大幅度波動(dòng),并發(fā)出強(qiáng)烈的“喘氣”聲響和振動(dòng),將引起機(jī)器損壞,為防止這種情況出現(xiàn),該閥會(huì)在進(jìn)口流量小到一定數(shù)值時(shí)自動(dòng)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(shí),對(duì)防喘振流量值應(yīng)予修正。c.開大回流閥:可增加增壓機(jī)的負(fù)荷使膨脹

7、機(jī)減速。4 操作說明4.1 開車前的準(zhǔn)備4.1.1 供油系統(tǒng)的清洗:供油系統(tǒng)的清洗分兩次進(jìn)行,第一次:用清洗油(一般為煤油油量為500升左右,通過油箱上加油口向油箱加油,拆除向主機(jī)供油的供油管道用橡皮管連接供油口及油箱加油口,打開所有供油油路上的閥門,啟動(dòng)油泵用清洗油循環(huán)8小時(shí)以上后(注意用清洗油循環(huán)時(shí)不得關(guān)閉油路上任何閥以防損壞油泵,排盡清洗油。第二次:向油箱注入500升左右N32號(hào)透平油繼續(xù)清洗循環(huán)12小時(shí)以上,排盡所有清洗透平油,拆下油箱兩端的法蘭,清洗油箱底部的機(jī)械雜質(zhì),直到清潔為止。然后用600升左右的N32號(hào)透平油通過加油口緩緩向油箱注油。要求液面在油箱的2/3以上。4.1.2 檢

8、查是否有各種雜質(zhì)等異物進(jìn)入膨脹機(jī)組。4.1.3 膨脹機(jī)和增壓機(jī)各進(jìn)口管中的閥門和過濾器是否安裝正確。4.1.4 濾油器是否清潔。4.1.5 各儀、電控線路與裝置是否正確聯(lián)接。4.1.6 各閥門是否在正確的“開”、“關(guān)”位置上。4.1.7 密封氣連接是否正確。4.1.8 檢查噴咀執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正確性(拉桿向下移噴咀通道開大。4.1.9 檢查緊急切斷閥工作的正確性(從開到關(guān)就在3秒內(nèi)。4.1.10 檢查增壓機(jī)進(jìn)口孔板流量計(jì)是否安裝正確。4.2 膨脹機(jī)組啟動(dòng)4.2.1 啟動(dòng)前的檢查:4.2.1.1 油箱液面指示正常。4.2.1.2 加溫氣體閥門關(guān)閉。4.2.1.3 噴咀葉片關(guān)閉。4.2.1.4 緊急切斷

9、閥關(guān)閉。4.2.1.5 膨脹機(jī)進(jìn)出口閥門關(guān)閉。4.2.1.6 軸承溫度:無論哪個(gè)軸承溫度只要低于15,就必須通人潤(rùn)滑油加溫軸承(注意:必須先通人密封氣,如仍不湊效,則必須用加溫氣體加溫膨脹機(jī)。4.2.1.7 濾油器清潔,供油系統(tǒng)工作正常。4.2.1.8 增壓機(jī)回流閥全開(為膨脹機(jī)啟動(dòng)條件。4.2.2 啟動(dòng)膨脹機(jī)4.2.2.1 接通密封氣,其壓力應(yīng)0.2MPa。4.2.2.2 接通儀電控電源。4.2.2.3 啟動(dòng)油泵4.2.2.4 對(duì)油冷卻器通人冷卻水,同時(shí)對(duì)氣體冷卻器通冷卻水。4.2.2.5 開膨脹機(jī)出口閥門,同時(shí)應(yīng)使密封氣供入膨脹機(jī)端壓力達(dá)1.69MPa。4.2.2.6 開膨脹機(jī)進(jìn)口閥門。4

10、.2.2.7 開緊急切斷閥。4.2.2.8 逐漸打開噴咀,使其開度為設(shè)計(jì)工況時(shí)的開度,機(jī)器開始運(yùn)轉(zhuǎn),很快達(dá)到1000015000r/min。4.2.2.9 逐漸關(guān)小增壓機(jī)回流閥,使轉(zhuǎn)速升至24990r/min。4.2.2.10 啟動(dòng)后隨著膨脹機(jī)進(jìn)氣溫度下降,轉(zhuǎn)速也會(huì)下降,所以要經(jīng)常調(diào)節(jié)增壓機(jī)回流閥的開度,直至達(dá)到設(shè)計(jì)工況為止。4.2.2.11 啟動(dòng)期間要隨時(shí)檢查軸承溫度,噴咀出口壓力及整機(jī)運(yùn)行情況是否正常。4.2.2.12 啟動(dòng)期間,短暫打開機(jī)器和儀表管線的吹除閥,然后關(guān)緊。4.3 運(yùn)轉(zhuǎn)中的檢視:4.3.1 每?jī)尚r(shí)查看并記錄4.3.1.1 膨脹機(jī)進(jìn)出口溫度,增壓機(jī)進(jìn)出口溫度。4.3.1.2

11、膨脹機(jī)進(jìn)出口壓力,增壓機(jī)進(jìn)出口壓力及工作轉(zhuǎn)速。4.3.1.3 軸承溫度。4.3.1.4 軸承進(jìn)口油壓、油溫。4.3.1.5 密封氣壓力。4.3.2 每天查看4.3.2.1 油箱油面4.3.2.2 所有管道的嚴(yán)密性4.3.3 緊急切斷閥,應(yīng)定期檢查,至少每3個(gè)月1次,檢查方法是:用緊急停車按鈕切斷電磁閥電源使電磁閥斷電,如果緊急切斷閥立即關(guān)閉并自動(dòng)全開增壓機(jī)回流閥,隨即打開緊急切斷閥按鈕,緊急切斷閥又恢復(fù)到開啟位置,則其功能是滿意的。4.3.4 每2個(gè)月至少一次4.3.4.1 檢查油的潤(rùn)滑性能(外觀、粘度、成份、流動(dòng)點(diǎn)、閃點(diǎn)等。4.3.4.2 檢查油過濾器的清潔度。4.3.5 每12年應(yīng)對(duì)膨脹機(jī)

12、徹底檢查,并更換所有磨損件。4.3.6 噴咀出口壓力的監(jiān)視對(duì)噴咀出口壓力應(yīng)特別注意。如果測(cè)得的噴咀出口壓力高于正常值,可能有以下原因:a.實(shí)際運(yùn)行參數(shù)偏離設(shè)計(jì)值。b.安裝不正確。為防止噴咀出口壓力過高引起機(jī)器故障。因此在出現(xiàn)噴咀出口壓力過高時(shí)必須查明原因,及時(shí)處理。當(dāng)水或CO2凍結(jié)在噴咀表面時(shí)將使出口壓力和轉(zhuǎn)速下降,此時(shí)應(yīng)停車加溫解凍。4.4 膨脹機(jī)組停車:4.4.1 停止運(yùn)行:4.4.1.1 全開增壓機(jī)回流閥。4.4.1.2 關(guān)噴咀葉片。4.4.1.3 關(guān)緊急切斷閥。4.4.1.4 關(guān)膨脹機(jī)進(jìn)口閥。4.4.1.5 關(guān)膨脹機(jī)出口閥。4.4.2 停車后處理:4.4.2.1 臨時(shí)停車:保持密封氣和

13、潤(rùn)滑油供油,保持儀電控系統(tǒng)為工作狀態(tài),準(zhǔn)備重新啟動(dòng)。4.4.2.2 長(zhǎng)期停車:這要求對(duì)膨脹機(jī)進(jìn)行加溫解凍,操作如下:a. 保持密封氣和潤(rùn)滑油供應(yīng),保持儀電控為工作狀態(tài)。b. 開緊急切斷閥。c. 打開噴咀葉片。d. 打開膨脹機(jī)上所有吹除閥。e. 檢查膨脹機(jī)的進(jìn)出口閥是否關(guān)嚴(yán)。f. 打開加溫氣體閥加溫膨脹機(jī),使流經(jīng)膨脹機(jī)的加溫氣體流向與正常流向相反,且溫度不超過60,當(dāng)熱氣出口與進(jìn)口溫度大致一樣時(shí),加溫即可結(jié)束,加溫氣體的露點(diǎn)應(yīng)低于-40。g. 關(guān)閉各吹除閥。h. 停止加溫，關(guān)加溫氣體閥。 i. 關(guān)緊急切斷閥。 j. 關(guān)噴咀葉片。 k. 停止?jié)櫥凸?yīng)。 l. 15min 后切斷密封氣源。 應(yīng)注意

14、的是膨脹機(jī)的進(jìn)出口閥必須關(guān)嚴(yán)， 使得加溫后的透平在長(zhǎng) 期停車期間避免因冷氣體漏入而使軸承在下次開車時(shí)產(chǎn)生過冷， 特別 是在分餾塔繼續(xù)運(yùn)行的情況下更是如此， 還要注意的是一定要先打開 緊急切斷閥和噴咀葉片后才可通入加溫氣體，以免損壞機(jī)器。 同時(shí)，還必須仔細(xì)檢查增壓機(jī)進(jìn)出口閥門是否關(guān)嚴(yán)，以防止在長(zhǎng) 期停車時(shí)因閥門漏氣或未關(guān)， 在沒有潤(rùn)滑油的情況下導(dǎo)致機(jī)器反轉(zhuǎn)而 卡死。 5 拆裝說明 膨脹機(jī)的拆裝必須在十分清潔的條件下進(jìn)行，所有零部件，特別 是軸承、密封套、葉輪和噴咀等都必須特別小心地處理。 膨脹機(jī)的冷箱、蝸殼、緊急切斷閥及噴咀調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)一般是不拆卸 的，因?yàn)榭梢灾苯訌呐蛎洐C(jī)熱端拆卸內(nèi)部零件。 拆卸膨

15、脹機(jī)內(nèi)部零件的步驟如下： 先拆去增壓機(jī)進(jìn)出口接管， 然后拆去油管、 軸承溫度計(jì)、 測(cè)速頭、 薄膜頭連接桿、密封氣管及儀表接管，而后松開并取出增壓機(jī)與底架 間的緊固螺栓（注意別松動(dòng)支承增壓機(jī)下部的支承螺栓） ，松開連接 透平蝸殼與前隔板的緊固螺釘，鉤住機(jī)身上的吊環(huán)螺釘，并托住機(jī)身 10 / 13 前端（膨脹機(jī)端） ，然后把機(jī)身噴咀往后徐徐退出，然后整臺(tái)膨脹機(jī) 就可放到清潔的工作臺(tái)上進(jìn)一步拆卸。 隨后拆下增壓機(jī)蝸殼，然后分別從主軸兩端取下膨脹機(jī)葉輪，增 壓機(jī)葉輪和密封套，將一端軸承上的螺釘取出，然后將主軸和軸承一 起取出來，最后將另一端軸承從機(jī)身中取出。 膨脹機(jī)的裝配程序與上述拆卸程序相反。 在進(jìn)

16、行拆裝時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)： a. 拆卸時(shí)各主要件應(yīng)做好對(duì)應(yīng)標(biāo)記，復(fù)裝時(shí)按標(biāo)記進(jìn)行。 b. 止推軸承間隙可調(diào)的。 每次安裝都應(yīng)對(duì)軸承的止推間隙進(jìn)行檢 查，必須保證間隙值在規(guī)定值范圍內(nèi)。 c. 轉(zhuǎn)子更換零件或?qū)D(zhuǎn)子動(dòng)平衡有懷疑時(shí)（在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn) 噪音的增加也可判斷其不平衡） 。必須按轉(zhuǎn)子結(jié)合子部的要求校正動(dòng) 平衡。 d. 在裝配時(shí)，必須保證測(cè)速頭與軸表面凹槽之間的距離，磁頭與 軸表面距離為 0.71.5mm 之間。 6 6.1 維護(hù)說明 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(huì)影響效率， 但如氣體中含有較大的即使少量的固體顆粒或二氧 化碳產(chǎn)生的液滴時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生噴咀葉片的磨蝕

17、，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)凹坑， 這樣就會(huì)使效率明顯下降，這時(shí)就應(yīng)更換噴咀。在裝置啟動(dòng)期間，最 容易產(chǎn)生磨蝕。因此裝置操作時(shí)要特別注意。 6.2 膨脹機(jī)葉輪：與噴咀葉片相同的原因，也可能造成對(duì)葉片進(jìn)口 11 / 13 邊磨蝕，如果磨蝕嚴(yán)重甚至出現(xiàn)凹坑時(shí)應(yīng)更換工作輪。 6.3 膨脹機(jī)與增壓機(jī)葉輪密封蓋易遭輕微磨損。如磨損嚴(yán)重，就必 須更換，其裝配間隙見裝配圖。 6.4 軸密封套：軸密封套在運(yùn)行時(shí)孔也會(huì)產(chǎn)生輕微磨損。如磨損嚴(yán) 重，就應(yīng)調(diào)換軸密封，因?yàn)檫^度磨損會(huì)使軸承溫度降低并增加漏氣損 失。 軸密封的徑向間隙為 0.020.04mm 當(dāng)增大到 0.1 就應(yīng)予以調(diào)換。 6.5 軸承：軸承型面是精心設(shè)計(jì)并通過機(jī)械

18、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(shí)超負(fù)荷或潤(rùn) 滑不良而引起軸承損傷，就應(yīng)更換軸承。 6.6 增壓機(jī)葉輪：如供應(yīng)的氣體不干凈將引起增壓機(jī)葉片的磨蝕， 以致破壞平衡，這種情況與膨脹機(jī)葉輪動(dòng)平衡破壞相類似。 需要說明的是：無論是膨脹機(jī)葉輪、增壓機(jī)葉輪或其它零部件需 要更換時(shí)，必須更換整個(gè)轉(zhuǎn)子而不能單獨(dú)更換葉輪或其它零部件。 6.7 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。 6.8 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。 6.9 增壓機(jī)后冷卻器，一般一年清洗一次，如工作時(shí)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。 7 故障處理 以下列舉常見的主要故障及其產(chǎn)生原因， 以便針對(duì)這些原因進(jìn)行 相應(yīng)的處理。 12 / 13 7.1 軸承溫度太高 a. 潤(rùn)滑油供應(yīng)不足。 b. 油路不清潔（油過濾器堵塞） 。 c. 旋轉(zhuǎn)部件不平衡。 7.2 前軸承溫度太低 其危害性是： 溫度太低會(huì)使軸承間隙太小時(shí)影響機(jī)器的正常運(yùn)行， 嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起潤(rùn)滑油固化。其原因有： a. 軸密封間隙太大。 b.