《透平膨脹機培訓(xùn)》PPT參考課件

1、1,王紅軍,透平膨脹機系統(tǒng),2,活塞式膨脹機是利用工質(zhì)在可變?nèi)莘e中進行膨脹輸出外功，也稱容積型膨脹機。工質(zhì)在汽缸內(nèi)推動活塞輸出外功，同時本身內(nèi)能降低。 透平膨脹機是利用工質(zhì)在流道中流動時速度的變化來進行能量轉(zhuǎn)換，也稱速度型膨脹機。工質(zhì)在透平膨脹機的通流部分中膨脹獲得動能，并由工作輪軸端輸出外功，因而降低了膨脹機出口工質(zhì)的內(nèi)能和溫度。,膨脹機的工作原理,3,一、反動式透平膨脹機：工質(zhì)在工作輪中膨脹的程度稱為反動度。具有一定反動度的透平膨脹機就稱反動式透平膨脹機。 沖動式透平膨脹機：反動度很小甚至接近于零，工作輪基本上由噴嘴出口的氣流推動而轉(zhuǎn)動，并對外做功，這種透平膨脹機稱為沖動式透平膨脹機。 二

2、、根據(jù)工質(zhì)在工作輪中流動的方向，透平膨脹機可分為徑流式、徑-軸流式和軸流式。 如果工作輪葉片兩側(cè)有輪盤和輪蓋，則稱為閉式工作輪。沒有輪蓋只有輪盤的則稱為半開式工作輪。輪蓋和輪盤都沒有的（輪盤只有中心部分）稱為開式工作輪。,透平膨脹機的分類,4,透平膨脹機的分類,5,透平膨脹機的分類,6,三、按照工質(zhì)在膨脹過程所處的狀態(tài)，膨脹機可分為氣相透平膨脹機和兩相透平膨脹機。 四、按照透平膨脹機制動方式，可分為風(fēng)機制動透平膨脹機、增壓機制動透平膨脹機、電機制動透平膨脹機和油制動透平膨脹機。 五、按照透平膨脹機軸承的不同形式，可分為油軸承透平膨脹機、氣體軸承透平膨脹機和磁軸承透平膨脹機等。,透平膨脹機的分類

3、,7,透平膨脹機主機結(jié)構(gòu)示意圖,8,各參數(shù)在膨脹機通流部分的變化趨勢,9,1、氣體在蝸殼中的流動：進入蝸殼的介質(zhì)速度較小，蝸殼一般設(shè)計成無能量轉(zhuǎn)換型，只是將氣流均勻地分配并導(dǎo)入噴嘴環(huán)，起導(dǎo)向作用。圓形和矩形截面使用的較多，其他還有梯形、三角形截面。 2、氣體在噴嘴中的流動：在透平膨脹機中為了使工作輪能有效地獲得盡可能大的動量矩。噴嘴總是按圓周分布、且有一定的傾斜角。氣體在噴嘴中完成的能量轉(zhuǎn)換約占總量的50%左右，它是膨脹機的重要部件之一。 3、氣體在工作輪中的流動：工作輪的作用主要是使工質(zhì)在葉輪中進一步有效膨脹做功，并同時把這部分能量和工質(zhì)動能有效地轉(zhuǎn)換為機械功，并通過軸輸出，同時，還應(yīng)把膨脹

4、后的氣體平穩(wěn)地導(dǎo)入到擴壓器中。,透平膨脹機的通流部分,10,透平膨脹機的通流部分,主體段中氣體的流向主要是輪緣處向中心的徑向流動，而導(dǎo)流段氣體為軸向流動。 4、氣體在擴壓管中的流動：為了使工作輪的設(shè)計具有較高的效率，現(xiàn)代透平膨脹機的葉輪出口排出的氣流絕對速度可達45-70m/s。若直接將工質(zhì)排到管道中，將會引起很大的摩擦損失，從而增大冷損，為此設(shè)擴壓器，將氣流速度降到5-10m/s，起降速擴壓的作用。,11,透平膨脹機的通流部分,12,透平膨脹機的通流部分,13,基本組成,14,透平膨脹機的特性曲線,15,從膨脹機制冷量的公式，可以看出 Q=Gh0s 如果改變制冷量Q，可以通過改變氣體的流量G

5、、等熵焓降h0及其等熵效率s三個因素中的任何一個來實現(xiàn)。通常把改變膨脹氣體在進出口狀態(tài)參數(shù)的調(diào)節(jié)，稱為質(zhì)的調(diào)節(jié)；改變氣體流量的調(diào)節(jié)稱為量的調(diào)節(jié)。 1、進口節(jié)流調(diào)節(jié) 通過進口調(diào)節(jié)閥開度的變化，改變膨脹機前的氣流壓力，從而膨脹機的焓降h0及其等熵效率s同時發(fā)生變化，以實現(xiàn)調(diào)節(jié)產(chǎn)冷量的目的。 、轉(zhuǎn)動噴嘴葉片角的流量調(diào)節(jié) 這種調(diào)節(jié)是利用轉(zhuǎn)動噴嘴葉片，因而改變其流通面積，達到改變膨脹機的流量，從而改變其制冷量。 、改變轉(zhuǎn)速 通過關(guān)小回流閥來改變膨脹機的轉(zhuǎn)速，達到調(diào)節(jié)冷量的效果。,透平膨脹機的工況調(diào)節(jié),16,影響膨脹機制冷量大小的因素,1、膨脹量： 膨脹量越大，影響氧提取率，氧提取率越底，膨脹量需同時滿足

6、冷量平衡及精餾工況的需求。 2、 機前溫度： 提高機前溫度，單位制冷量提高； 3、 機前壓力： 提高機前壓力，增大膨脹比，單位制冷量提高； 4、 絕熱效率。,17,蝸殼 將葉輪后面或擴壓器后面的氣體匯集起來,基本組成,18,基本組成,噴嘴環(huán)：噴嘴環(huán)各流道是進行能量轉(zhuǎn)換的主要部件，,19,轉(zhuǎn)子 ：是透平膨脹機中轉(zhuǎn)動部分的部件總成，由主 軸、葉輪等組成。,基本組成,20,基本組成,軸承：常用的是整體式的滑動油軸承，目前使用較多的有橢圓軸承、多油楔軸承和可傾瓦軸承。,21,基本組成,22,基本組成,密封：一般分為內(nèi)密封和軸密封。,23,基本組成,24,基本組成,擴壓器：降速擴壓作用,25,制動器：分為功率回收型和功率消耗型?？辗衷O(shè)備中增壓機制動、電機制動都屬于功率回收型的制動器；而風(fēng)機制動、油制動則屬于功率消耗型的制動器。 透平膨脹機組：一套完整的透平膨脹機組至少包括：1、經(jīng)良好設(shè)計、制造的膨脹機主機； 2、可方便調(diào)節(jié)的制動系統(tǒng)和