透平膨脹機培訓課件

透平膨脹機系統(tǒng)活塞式膨脹機是利用工質在可變容積中進行膨脹輸出外功，也稱容積型膨脹機。工質在汽缸內推動活塞輸出外功，同時本身內能降低。透平膨脹機是利用工質在流道中流動時速度的變化來進行能量轉換，也稱速度型膨脹機。工質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的內能和溫度。

膨脹機的工作原理一、反動式透平膨脹機：工質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動，并對外做功，這種透平膨脹機稱為沖動式透平膨脹機。二、根據工質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

透平膨脹機的分類

三、按照工質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

透平膨脹機主機結構示意圖

1、氣體在蝸殼中的流動：進入蝸殼的介質速度較小，蝸殼一般設計成無能量轉換型，只是將氣流均勻地分配并導入噴嘴環(huán)，起導向作用。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動能有效地轉換為機械功，并通過軸輸出，同時，還應把膨脹后的氣體平穩(wěn)地導入到擴壓器中。透平膨脹機的通流部分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，為此設擴壓器，將氣流速度降到5-10m/s，起降速擴壓的作用。

透平膨脹機的通流部分

基本組成透平膨脹機的特性曲線從膨脹機制冷量的公式，可以看出Q=Gh0ηs如果改變制冷量Q，可以通過改變氣體的流量G、等熵焓降h0及其等熵效率ηs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)的調節(jié)，稱為質的調節(jié)；改變氣體流量的調節(jié)稱為量的調節(jié)。1、進口節(jié)流調節(jié)通過進口調節(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ηs同時發(fā)生變化，以實現(xiàn)調節(jié)產冷量的目的。２、轉動噴嘴葉片角的流量調節(jié)這種調節(jié)是利用轉動噴嘴葉片，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。３、改變轉速通過關小回流閥來改變膨脹機的轉速，達到調節(jié)冷量的效果。透平膨脹機的工況調節(jié)蝸殼將葉輪后面或擴壓器后面的氣體匯集起來基本組成基本組成噴嘴環(huán)：噴嘴環(huán)各流道是進行能量轉換的主要部件，轉子：是透平膨脹機中轉動部分的部件總成，由主軸、葉輪等組成。

基本組成

基本組成基本組成密封：一般分為內密封和軸密封。

基本組成制動器：分為功率回收型和功率消耗型。空分設備中增壓機制動、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、經良好設計、制造的膨脹機主機；2、可方便調節(jié)的制動系統(tǒng)和工況調節(jié)手段；3、可靠的軸承潤滑系統(tǒng)；