透平膨胀机培训PPT课件

1、一、反动式透平膨胀机：工质在工作轮中膨胀的程一、反动式透平膨胀机：工质在工作轮中膨胀的程度称为反动度。具有一定反动度的透平膨胀机就度称为反动度。具有一定反动度的透平膨胀机就称反动式透平膨胀机。称反动式透平膨胀机。 冲动式透平膨胀机：反动度很小甚至接近于零，冲动式透平膨胀机：反动度很小甚至接近于零，工作轮基本上由喷嘴出口的气流推动而转动，并工作轮基本上由喷嘴出口的气流推动而转动，并对外做功，这种透平膨胀机称为冲动式透平膨胀对外做功，这种透平膨胀机称为冲动式透平膨胀机。机。二、根据工质在工作轮中流动的方向，透平膨胀机二、根据工质在工作轮中流动的方向，透平膨胀机可分为径流式、径可分为径流式、径- -

2、轴流式和轴流式。轴流式和轴流式。 如果工作轮叶片两侧有轮盘和轮盖，则称为闭式如果工作轮叶片两侧有轮盘和轮盖，则称为闭式工作轮。没有轮盖只有轮盘的则称为半开式工作工作轮。没有轮盖只有轮盘的则称为半开式工作轮。轮盖和轮盘都没有的（轮盘只有中心部分）轮。轮盖和轮盘都没有的（轮盘只有中心部分）称为开式工作轮。称为开式工作轮。第1页/共26页第2页/共26页 第3页/共26页 三、按照工质在膨胀过程所处的状态，三、按照工质在膨胀过程所处的状态，膨胀机可分为气相透平膨胀机和两相透膨胀机可分为气相透平膨胀机和两相透平膨胀机。平膨胀机。四、按照透平膨胀机制动方式，可分为四、按照透平膨胀机制动方式，可分为风机制

3、动透平膨胀机、增压机制动透平风机制动透平膨胀机、增压机制动透平膨胀机、电机制动透平膨胀机和油制动膨胀机、电机制动透平膨胀机和油制动透平膨胀机。透平膨胀机。五、按照透平膨胀机轴承的不同形式，五、按照透平膨胀机轴承的不同形式，可分为油轴承透平膨胀机、气体轴承透可分为油轴承透平膨胀机、气体轴承透平膨胀机和磁轴承透平膨胀机等。平膨胀机和磁轴承透平膨胀机等。第4页/共26页 第5页/共26页 第6页/共26页 1 1、气体在蜗壳中的流动：进入蜗壳的介质速度较、气体在蜗壳中的流动：进入蜗壳的介质速度较小，蜗壳一般设计成无能量转换型，只是将气流均小，蜗壳一般设计成无能量转换型，只是将气流均匀地分配并导入喷嘴

4、环，起导向作用。圆形和矩形匀地分配并导入喷嘴环，起导向作用。圆形和矩形截面使用的较多，其他还有梯形、三角形截面。截面使用的较多，其他还有梯形、三角形截面。2 2、气体在喷嘴中的流动：在透平膨胀机中为了使工、气体在喷嘴中的流动：在透平膨胀机中为了使工作轮能有效地获得尽可能大的动量矩。喷嘴总是按作轮能有效地获得尽可能大的动量矩。喷嘴总是按圆周分布、且有一定的倾斜角。气体在喷嘴中完成圆周分布、且有一定的倾斜角。气体在喷嘴中完成的能量转换约占总量的的能量转换约占总量的50%50%左右，它是膨胀机的重左右，它是膨胀机的重要部件之一。要部件之一。3 3、气体在工作轮中的流动：工作轮的作用主要是使、气体在工

5、作轮中的流动：工作轮的作用主要是使工质在叶轮中进一步有效膨胀做功，并同时把这部工质在叶轮中进一步有效膨胀做功，并同时把这部分能量和工质动能有效地转换为机械功，并通过轴分能量和工质动能有效地转换为机械功，并通过轴输出，同时，还应把膨胀后的气体平稳地导入到扩输出，同时，还应把膨胀后的气体平稳地导入到扩压器中。压器中。第7页/共26页透平膨胀机的通流部分透平膨胀机的通流部分主体段中气体的流向主要是轮缘处向中心的径向流动，而导流段气体为轴主体段中气体的流向主要是轮缘处向中心的径向流动，而导流段气体为轴向流动。向流动。4 4、气体在扩压管中的流动：为了使工作轮的设计具有较高的效率，现代透、气体在扩压管中

6、的流动：为了使工作轮的设计具有较高的效率，现代透平膨胀机的叶轮出口排出的气流绝对速度可达平膨胀机的叶轮出口排出的气流绝对速度可达45-70m/s45-70m/s。若直接将工质。若直接将工质排到管道中，将会引起很大的摩擦损失，从而增大冷损，为此设扩压器，排到管道中，将会引起很大的摩擦损失，从而增大冷损，为此设扩压器，将气流速度降到将气流速度降到5-10m/s5-10m/s，起降速扩压的作用。，起降速扩压的作用。第8页/共26页 第9页/共26页透平膨胀机的通流部分 第10页/共26页 第11页/共26页透平膨胀机的特性曲线第12页/共26页 从膨胀机制冷量的公式，可以看出从膨胀机制冷量的公式，可

7、以看出 Q=GhQ=Gh0 0s s 如果改变制冷量如果改变制冷量Q Q，可以通过改变气体的流量，可以通过改变气体的流量G G、等熵、等熵焓降焓降h h0 0及其等熵效率及其等熵效率s s三个因素中的任何一个来实现。三个因素中的任何一个来实现。通常把改变膨胀气体在进出口状态参数的调节，称为质通常把改变膨胀气体在进出口状态参数的调节，称为质的调节；改变气体流量的调节称为量的调节。的调节；改变气体流量的调节称为量的调节。 1 1、进口节流调节进口节流调节 通过进口调节阀开度的变化，改变膨胀机前的气流压力，通过进口调节阀开度的变化，改变膨胀机前的气流压力，从而膨胀机的焓降从而膨胀机的焓降h h0 0

8、及其等熵效率及其等熵效率s s同时发生变化，同时发生变化，以实现调节产冷量的目的。以实现调节产冷量的目的。 、转动喷嘴叶片角的流量调节转动喷嘴叶片角的流量调节 这种调节是利用转动喷嘴叶片，因而改变其流通面积，这种调节是利用转动喷嘴叶片，因而改变其流通面积，达到改变膨胀机的流量，从而改变其制冷量。达到改变膨胀机的流量，从而改变其制冷量。 、改变转速改变转速 通过关小回流阀来改变膨胀机的转速，达到调节冷量的通过关小回流阀来改变膨胀机的转速，达到调节冷量的效果。效果。第13页/共26页影响膨胀机制冷量大小的因素1、膨胀量： 膨胀量越大，影响氧提取率，氧提取率越底，膨胀量需同时满足冷量平衡及精馏工况的

9、需求。2、 机前温度：提高机前温度，单位制冷量提高；3、 机前压力：提高机前压力，增大膨胀比，单位制冷量提高；4、 绝热效率。第14页/共26页蜗壳蜗壳 将叶轮后面或扩压器后面的气体汇集起来将叶轮后面或扩压器后面的气体汇集起来第15页/共26页基本组成喷嘴环：喷嘴环各流道是进行能量转换的主要部件，喷嘴环：喷嘴环各流道是进行能量转换的主要部件，第16页/共26页转子转子 ：是透平膨胀机中转动部分的部件总成，由：是透平膨胀机中转动部分的部件总成，由主主轴、叶轮等组成。轴、叶轮等组成。 第17页/共26页基本组成 轴承：常用的是整体式的滑动油轴承，目前使用较多的有椭圆轴承、多油轴承：常用的是整体式的

10、滑动油轴承，目前使用较多的有椭圆轴承、多油楔轴承和可倾瓦轴承。楔轴承和可倾瓦轴承。第18页/共26页 第19页/共26页基本组成密封：一般分为内密封和轴密封。密封：一般分为内密封和轴密封。第20页/共26页 第21页/共26页基本组成扩压器：降速扩压作用扩压器：降速扩压作用第22页/共26页制动器：分为功率回收型和功率消耗型。空分设备制动器：分为功率回收型和功率消耗型。空分设备中增压机制动、电机制动都属于功率回收型的制中增压机制动、电机制动都属于功率回收型的制动器；而风机制动、油制动则属于功率消耗型的动器；而风机制动、油制动则属于功率消耗型的制动器。制动器。 透平膨胀机组：一套完整的透平膨胀机组至少包括：透平膨胀机组：一套完整的透平膨胀机组至少包括：1 1、经良好设计、制造的膨胀机主机；、经良好设计、制造的膨胀机主机； 2 2、可方便调节的制动系统和工况调节手段；、可方便调节的制动系统和工况调节手段； 3 3、可靠的轴承润滑系统；、可靠的轴承润滑系统； 4 4、密封系统；、密封系统； 5 5、完善、可靠的安全保护和监视系统；、完善、可靠的安全保护和监视系统； 6 6、支架与冷箱；、支架与冷箱； 7 7、相应的配套阀门等。、相应的配套阀门等。 第23页/共26页 第24页/共26页绝热节流与等熵膨胀的对比节流阀节流阀膨胀机膨胀机结