关于透平膨胀机的运行与维护技术浅析

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[摘 要]透平膨胀机在化工领域的应用非常的广泛。作为空气分离的主要设备具有能耗低价格实惠产冷量大和噪音低等优点，也是整套空分设备能够正常运转的核心部件。本文分别从透平膨胀机的机组介绍使用方法和维护技巧等三个方面探讨透平膨胀机的使用情况。

[关键词]透平膨胀机；使用方法；维护技术

中图分类号：TG522 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0053-01

前言

中金岭南丹霞冶炼厂KDON4500＼1500m？/h空分设备由2台（一备一用）型号为PLPK-60/7.25-0.4的透平膨胀机提供冷量。膨胀机运行效率的高低与平时的操作和维护有密切的关系，在使用和操作的过程中都有很多需要注意的事项，遵照操作规程以免出现设备故障。2010年公司其中有一台就是因为在平时的使用过程中出现误操作导致该台膨胀机经常出现卡机现象。本人在维修的过程中总结了一部分工作经验和参阅相关资料，总结了关于透平膨胀机的使用与维护技术。

1 透平膨胀机的机组简介

增压透平膨胀机是空分设备能够正常运行的核心部件，一套完整的透平膨胀机组包括设计精良和制造完善的主机膨胀机、优异的制动和工况调解系统、可以信赖的系统不存在漏气的密封系统、安全保护和一些配套系统。根据膨胀机的制动方式，我们可以将其分为风机制动、增压机制动、电机制动三类。本厂采用的是增压机制动透平膨胀机，在主机的两端分别为膨胀机和增压机。这种膨胀机的工作原理主要是首先将工业气体鼓入到增压叶轮中，随着叶轮的高速转动加压，然后再进入扩压器后进一步减速增压，等所有气体汇聚到蜗壳内后，经冷却器降温后进入换热器换热再进入膨胀端。表一是膨胀机和增压机的主要参数。透平膨胀机系统是强制供油，系统由油站、油泵、输油管等组成。膨胀机的密封通常采用迷宫密封，即在主轴上或转子的轴套上设置居剌形的密封剌。透平膨胀机的安全保护是通过流量调节来控制的，当流量达到一定条件的时候，膨胀机内部的遥控薄膜调节阀可以紧急切断电源。

表1

2 透平膨胀机的使用方法

透平膨胀机的正确使用过程中有很多注意事项。首先，在膨胀机的运行之前我们需要做一些检查事项，然后按照一定的操作步骤启动膨胀机；再次，在膨胀机的运行过程中做一些常规性的检查；最后必须在膨胀机的参数达到一定的条件后，才能将膨胀机停车。

2.1 运行前的准备

在膨胀机运行之前，我们需要做下列的常规检查。①首先打开吹除阀和加温阀，用加温气体吹扫膨胀机以免工作轮发生冻结，等透平排气温度计显示温度高于0℃的时候，再关闭吹除进气阀。②进入管道里面的气体必须的进行过滤，避免出现直径大于2 μm的固体颗粒，以免打坏叶轮；气体保持干燥和无油状态，并且露点温度必须要低于-65℃，同时，二氧化碳的含量不得高于1 ppm。③检查水、电、气是否处于正常状态，主要检查密封气气路及压力。

2.2 启动膨胀机

1） 启动步骤：1）启动油油泵2）打开手动进出口阀3）将紧急切断阀得电，缓慢打开紧急切断阀给至喷嘴的管道及腔体充压，待充压完毕后全开紧急切断阀。缓慢开启喷嘴，逐步提高转速，并快速通过18000转/分的喘振区。当转速达到20000转/分后，给回流阀得电，缓慢关小回流阀开度，继续逐渐提高转速，直至全关回流阀，转速一定不能过于快速，一旦出现超速现象就容易导致膨胀机瞬间烧毁4）检查现场运行状况及各项参数是否有异常，投锁。

2.3 运行中检规

压力和转速是相互协调的关系，一旦出现进气压力达到预定值，而转速没有达到设置值的情况，应该优先考虑是否是制动太强，可以将回流阀关小一点，降低制动气体流量，转速就会相应升高。相反如果出现进气压力没有达到设置值而转速已经达到预定值的情况，就得考虑是否是制动过弱，可以适当地将回流阀开大一点，提高制动气体流量，转速就会相应下降。与此同时，再缓慢增大喷嘴的开度，使转速上升，进气压力也就会上升。对于转速和进气压力进行调节，应根据整套空分设备的预冷和正常生产的实际工况需要，找到透平膨胀机需要的工作状态。

2.4 膨胀机停车

如果膨胀机停车的时间非常充足，首先将回流阀逐渐打开降低转速，然后缓慢关闭喷嘴，在停车过程中，需要始终保持持密封气和油供应。如果突然出现断电现象的话，在自控系统中，膨胀机本身会自动关闭。长期停车膨胀机会有结冰的现象出现，需要对膨胀机加温吹除。

3 透平膨胀机的维护方法

透平膨胀机具有高速运转和快捷制冷的特点，所以在其最大特点就是转速高，正因为转速高，所以对工作人员的操作要求特别严格，一旦出现失误，就会造成严重损失。在正式运行的这段时间，我们总结了一系列的维护要点，具体如下：①膨胀压缩机的壳体一定不能含有液体和固体碎屑存在，在低温中冻结的冰末和干冰都会对高速运转的叶轮和机壳造成磨损影响其正常运转和降低其使用寿命，如果设备出现带液的话，需要马上进行蜗壳吹扫排出液体。②当压缩机的负载低于正常值的75%，压缩机就会出现喘振现象。一旦喘振现象发生的时间超过10-15 min，膨胀压缩机的轴承就会完全毁坏，为了避免喘振现象的出现，必须在开机之前使防喘振阀门处于全开状态。③膨胀压缩机的长期运行会加大部分的间隙。这样油就不能形成正常的供油压差，并且一般情况下都是用湿气进行密封，湿气的绝大部分会冷凝下来，它们与油相互溶解，这样就直接导致油粘度下降，所以，一旦仪表显示油压差下降的话，工作人员就需要检测油的粘度确定是否需要更换。④在运转过程中尽量使转速的波动±200rpm内，减少磨损，提高轴承的使用寿命。

结论

通过本厂长期的运转实践发现，只要工作人员在使用和维护的过程中能够注意到文章中提到的事项避免意外情况的发生，透平膨胀机就会维持正常的运转，并能够长期有效的运行。

参考文献

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