增压膨胀机组说明书

文件名四川空分设备（集团）

有限责任公司PLPK-211.7/28.2-5.15型增压透平膨胀机组代替共13页1.概述2.技术参数,3.机组简介4.机组吊装、起运、存放5.安装调试,6.操作说明7.拆装说明8.维护说明..2.2..4.610..10..11.139.故障与处理10.装配间隙表..11.13I旧底图总号底图总号日期尺K宀编制审核签字校对批准标记处数文件及号码签名日期标准化审查编制单位低温机械公司1.概述增压透平膨胀机Turboexpander-Compressor)是一种叶片式的热能机械,它由膨胀机、增压机、润滑系统、密封系统、控制系统等主要部分组成。膨胀机(Expander)利用气体的压力差在变截面流道中产生绝热膨胀流动,将气体内能转化为其动能，并通过叶轮叶片与气体的相互作用，将气体动能车化为外输机械能。经过这一功能过程，使气体内能减少，温度降低，达到制冷的目的。增压机是用来回收膨胀机输出的机械能，其叶轮与膨胀机叶轮同轴，回收机械能用以提咼气体的压力。膨胀机和增压机流道中的气体都是总系统中的工作介质，因此在此机器中实现了自增压过程。通过自增压，提高了气体的制冷能力或外输压力，从而达到节能的目的。润滑系统、密封系统和控制系统是机器的辅助系统，其目的是使机器安全可靠、可控的运行。说明：机组所用工作介质应为经净化后的干燥气体。露点W-60C粉尘W10ppm粒度W20 “。2.技术参数2.1增压机：工 质：空气气 量：Nm3/h(0°C，0.101325MPa)25,000进口压力：MPa(A)2.93出口压力：MPa(A)3.92进口温度：K3132.2膨胀机：工 质：空气气 量：Nm3/h(0C，0.101325MPa)12,700进口压力：MPa(A)2.92出口压力：MPa(A)0.615进口温度：K262转 速：r/min44,110PT1260.0OO00SM共13页 第3页2.3仪控整定值项 目单位整定值操作值报警联锁备注轴承油压MPa0.4〜0.70.5〜0.6轴承油压低于MPa0.35△不能启动轴承油压低于MPa0.3△△膨胀机密圭寸气与喷嘴压差MPa0.050.05滤油器最大阻力MPa0.20.2轴承进油温度°C35〜40°轴承温度高于°C70△膨胀端轴承温度W15C报警轴承温度高于C75△△膨胀机MPa〜1.37〜1.37三0.2MPa油泵启动W0.32MPa报警密圭寸气供气压力增压机MPa〜1.6〜1.6$0.2Mpa油泵起动转速高于r/min46,300△转速高于r/min47,600△△增压机进口气量小于Nm3/h17,500FCV401(FIC-403)自动开大调节注：表中所示压力值均为表压。机组简介如PT1260.00000总布置图所示，本机组由两个撬块组成。主机撬块主要由增压透平膨胀机主机、底座、保冷箱、密封气系统等组成。供油装置撬块主要由油泵、油水冷却器、油过滤器等组成。两个撬块均通过地脚螺栓安装在基础上。必须防止周围的振动和冲击传给本机组，安装各进、出口管道时防止管道重量和明显的安装应力附加在本机组上，本机组所需绝热材料为和润滑油等由用户自备。3.1增压透平膨胀机主机参看PT1260.00000总布置图和PT1260.10000结合部图。工质气体由进口管进入蜗売，经转动喷嘴再进入工作轮做功，然后经扩压室、排气管排出。膨胀机气量调节是依靠安装在冷箱顶上的气动薄膜执行机构带动喷嘴叶片转动，从而改变其通道截面积来实现，执行机构的阀杆行程反映了喷嘴通道宽度的变化，阀杆下移使喷嘴通道开大，上移则关小。3.1.1膨胀机蜗売为焊接不锈钢或铸造不锈钢结构通过前隔板固定在机身上经机身与底座相连，蜗売内容纳有喷嘴和膨胀机工作轮，其作用是保证气流周向对称。3.1.2转子两端分别装有膨胀机叶轮和增压机叶轮,为一刚性转子，套装在机身轴承上3.1.3轴承前、后轴承均为四油楔径向推力复合式轴承由进油管供给清洁而充足的润滑油，使转子能长期稳定运转采用铂热电阻测量轴承温度。3.1.4轴密封在靠近二叶轮的轴上各置有一迷宫密封套使得气体外漏量控制在很小的范围内。在靠近膨胀机的密封套内充入常温密封气以阻止流经膨胀机的低温气体外漏而跑“冷”为控制喷嘴出口的气体与密封气之间的压力差维持在0.05MPa这一适当水准上，特设置一精密减压阀。3.1.5增压机增压机由进气室、叶轮、无叶扩压器、蜗売组成，其叶轮与膨胀机叶轮置于同一轴上，二者转速相同，由膨胀机叶轮发出的机械功驱动其旋转。气体吸入叶轮后，被加速、增压，进入无叶扩压器之后，又进一步减速增压，随后被汇集入蜗売排出机外。进入增压机的气量可通过进口阀的开度变化来调节。3.2底座是主机的固定与支撑基础，在底座后部支撑架上有滑槽。3.3保冷箱它与系统冷箱的过桥联接后，形成封闭的保冷箱，填充隔热物质（珠光砂）对系统保冷。PT1260.00000SM 共13页|第5页-3.4密圭寸气系统密封气系统由进气管路和排气管路及相应的止回阀、精密减压阀、截止阀和管路组成(参见PT1260.00000LC流程图)。密封气进口管路为两路，一路接仪表气，一路接工艺气。临时停机及正式开车前的密封气供气是仪表气正式开车运行后供用工艺气。油泵运行前密封气必须保证供气以避免润滑y进入膨胀机的工艺气通路。密封气的压力可通过精密减压阀及截止阀进行I节。3.5供油系统供油系统与主机的连接参见PT1260.00000总图。该供油系统由单独的系统组成，主要包括油箱、油泵、油冷却器、囊式蓄能器。润滑油进入油泵升压后进入油冷却器和切换式过滤器，再分别进入各轴承，最后由机身内腔汇聚流回油箱，所用润滑油种类、油质要求、换油周期、系统的清洁保养参阅油站使用说明书。3.6紧急切断阀在膨胀机进口处设置一只紧急切断阀(气动薄膜切断阀)当机组处于危险状态时，根据各危险点发出的联锁信号，此阀能在很短时间1〜3秒)内关闭。从而切断进入膨胀机的气源，使其快速停车，起到安全保护作用，此阀工作时所用的仪表空气是通过三通电磁阀供应的。在危急情况下，膨胀机仪控系统联锁即切断电磁阀电源，使紧急切断阀快速关闭与此同时增压机回流阀FCV403自动全开。3.7增压机回流阀设置该阀有以下三个用途：压力调节：根据流程的要求，一般希望增压机出口压力保持恒定，该阀的开大或关小，可使压力降低或升高，该阀在仪控系统自动控制下则可达到使压力恒定的目的。小'直小'直开大回流阀，可增加增压机的负荷，使膨胀机减速。机组吊装、起运、存放4.1吊装本机组严禁翻转,使用起重设备将机组吊至基础上进行安装。使用非金属或带非金属保护套的吊索，以免损坏设备，下图A处为起吊位置。4.2起运本机组属于撬块式结构，所有零部件均安装于同一底座上，因此可以整,搬运，但务必注意吊挂部位，吊装时应轻起轻放，严禁与其他物体发生碰撞更不允许随意倒置、翻滚。4.3存放如果本机组不能马上启用，必须贮存于干燥的地方，应与水、油隔绝。安装与调试机组安装调试应遵守GB50231—2009《机械设备安装工程施工及验收通用规范》的规定，并满足以下的要求。5.1安装.5.1.1主机的安装将膨胀机组吊于已打好的基础上，将底架的地脚螺栓孔对准基础上的预留地脚螺栓孔，并在底架底部放好垫铁。在纵向、横向中心线及标高符合要求后，拆下增压端进口法兰及蜗売之间的垫片，以增压蜗売进气端面及内径精确调整水平度。初步调整合格后进行一次灌浆。待地脚螺栓孔内混凝土硬化到一定程度后，再用成对斜铁精确调整水平度，调节好后将成对斜铁点焊牢固，拧紧地脚螺栓，再次确认水平度后，方可二次灌浆。安装允许偏差如下：允许偏差（mm）检验方法纵向中心线Z1.5挂线用尺检查横向中心线Z1.5挂线用尺检查标咼±2用水准仪钢直尺检查轴向水平度0.05/1000用水平仪测量横向水平度0.05/1000用水平仪测量PT1260.00000SM~共13页~|第7页5.1.2辅机及外部管段的安装5.1.2.1供油装置供油装置应尽量接近主机以缩短进、回油管线的长度。供油装置为整体?装式，应置放于承压强度足够的基础上并安装牢固，达到应有的水平度。回油口应低于机身出油口，保持一定的回油坡度以利于回油。5.1.2.2外部管段的安装安装各进、出口管道时应防止管道重量和明显的安装应力附加在主机上增压机进出口最好设置波纹管，且所有管段尽量减少转弯数量，并应保证出口管直线段长度，1m内不能有转弯，加内不能有連续转弯。管道与设备配对的法兰在自由状态下应与机器法兰平行且同心其平行度偏差当管径W400mm时，允许偏差1mm/1000mm,管径$400mm时，平行度偏差允许值为0.5mm/1000mm,可用塞尺、游标卡尺检查。另外，应在进出口管段的适当部位加合理的管道支架进行支撑，确保机组和管路系统安全。5.2调试5.2.1喷嘴拉杆的位置调整及执行机构行程的确认拉杆位长度可由联接轴和主动轴的对接螺纹及背紧螺母配合调节主动轴顶端在薄膜调节阀杆气闭行程时能与其相联，且正好在喷嘴全闭止点，然后根据实际全开全闭行程调整好上、下限位保护。5.2.2蓄能器充气压力1.5~2kgf/cm八2,使用维修按随机配带的使用说明书进行c5.2.3油雾过滤器本机组使用的是吸排油烟式，应按油雾过滤器安装操作指南安装调试。5.3物料要求密封气应干燥洁净。润滑油要求：润滑油采用气轮机油类；运动粘度：在40°C时为28~35厘沲(cst，mm八2/s)粘度指数： 95以上(固化点)倾点： -32C以下闪点： 不小于180C绝热材料：膨胀珍珠岩(导热系数W).0198W/m・K)操作说明6.1开车前的准备检查是否有异物进入膨胀机组，各气体管路应彻底清洗并吹除干净；按供油装置使用维护说明书要求清洗油路,膨胀机和增压机各进口管中设的阀门和过滤器是否安装正确；滤油器是否清洁；与本设备联接的各仪、电控线路与装置是否正确联接；各阀门是否在正确的“开”“关”位置上；参看PT1260.10000,确认密封气接口连接是否正确；检查喷嘴执行机构的正确性(拉杆向下移喷嘴通道开大)检查紧急切断阀工作的正确性(从全开到全关应在〜3秒钟内)。PT1260.00000SM 共13页|第8页—6.2膨胀机启动6.2.1启动前的检查油箱液面指示至少达到液面计2/3处；加温气体阀门关闭；喷嘴叶片全开(90%开度即可)；紧急切断阀关闭；膨胀机进出口阀门关闭；油箱油温高于25°C:如低于25°C应开加热器加热之；轴承温度高于15C:无论哪个轴承温度只要低于15C，就必须通入润滑油加热轴承(必须先通入密封气)如仍不凑效，则必须用加温气体加温膨胀机。滤油器清洁供油系统工作正常；增压机进口、出口回流阀全开(为膨胀机启动条件)增压机进出口截止阀全开。6.2.2启动膨胀机的步骤接通密封气，其压力应N).2Mpa；接通仪电控电源；启动油泵；对油冷却器通入冷却水(如油温低，可暂缓通水)全开膨胀机出口阀门；全开膨胀机进口截止阀；逐渐打开紧急切断阀，透平开始运转，注意使其转速 1MIN内达到10000r/min〜15000r/min；紧急切断阀全开后，逐渐关小增压机回流阀使转速升至44110r/min；启动时间随着膨胀机进气温度的下降转速也会下降所以要通过不时关小增压机回流阀来将转速调节至最佳，直至达到设计工况为止。启动期间要随时检查轴承温度、喷嘴出口压力及整机运行情况是否正常启动期间短暂打开机器和仪表管线的吹除阀然后关紧。6.3运转中的检视6.3.1参照PT1260.00000LC流程图，每2小时检视：膨胀机进出口温度、增压机进出口温度；膨胀机进出口压力及喷嘴出口压力、增压机进出口压力及其叶轮出口压力工作转速；轴承温度；轴承供油压力、油温；密圭寸气压力。6.3.2每天查看：油箱油面是否高过油箱中间线所有管道的严密性PT1260.00000SM 共13页第9页6.3.3每6个月1次检查紧急切断阀应定期检查方法是：用紧急停车按钮切断电磁阀电源使电磁阀断电如果紧急切断阀立即关闭并自动全开增压机回流阀则其功能是满意的随即掀下打开紧急切断阀按钮紧急切断阀又会回复到开启位置（如果这时它不能自动回复到开启位置，这可能是由于紧急切断阀阀顶前后的压力差太大这时可以关小喷嘴叶片至紧急切断阀打开为止，然后重新调整喷嘴叶片至正常位置）接着再调整增压机回流阀达到需要的转速。6.3.4每2月至少一次：（1） 参看第“4”项，检查油的润滑性能外观、粘度、成份、流动性、闪点等;如超出范围，需更换润滑油；（2） 检查油过滤器的清洁度。6.3.5每1〜2年应对膨胀机彻底检查更换所有发生磨损零件。6.3.6喷嘴出口压力的监视对喷嘴出口压力应特别注意，如果测得喷嘴出口压力高于正常值（1.32Mpa（G））,可能有以下原因：（1） 实际运行参数偏离设计值；（2） 安装不正确；（3） 液体进入喷嘴和叶轮间的空隙。为防止喷嘴出口压力过高引起机器故障因此在出现喷嘴出口压力过高时必须查明原因及时处理。当水或CO2冻结在喷嘴表面时将使出口压力和转速下降，此时应停车加温解冻。6.4膨胀机组停车6.4.1停止运行：（1） 全开增压机回流阀；（2） 关紧急切断阀；（3） 关喷嘴叶片；（4） 关膨胀机进口阀、出口阀；（5） 关增压机出口阀、进口阀。6.4.2停车后处理：6.4.2.1临时停车，则保持密封气和润滑油供应，保持仪电控系统为工作状态,准备重新启动。6.4.2.2长期停车，则要求对膨胀机进行加温解冻，操作如下：（1） 保持密圭寸气和润滑油供应，保持仪电控系统为工作状态；（2） 开紧急切断阀；（3） 打开喷嘴叶片；（4） 打开膨胀机上所有吹除阀；（5） 检查膨胀机的进出口阀是否关严；（6） 打开加温气体阀加温膨胀机，使流经膨胀机的加温气体流向与工作介质的正常流向相反,且温度不超过60°C,当热气出口与进口温度大致一样时,加温即告结束。加温气体的露点应低于40C。

共13页第10页共13页第10页PT1260.0OO00SM（7）（8）（9）（10）（11）（12）停止加温，关加温气体阀;关紧急切断阀；关喷嘴叶片；停止润滑油供应；15分钟后切断密封气源。应注意的是膨胀机的进出口阀门必须关严4使得加温后的透平在长期停车期间避免因冷气体漏入而使轴承要下次开车时产生过冷，还要注意的是一定要先打开紧急切断阀和喷嘴叶片后才可通入加温气体，以免损坏机器。拆装说明膨胀机的拆装必须在十分清洁的条件下进行，所有零部件特别是轴承、密封套、叶轮和喷嘴环都必须小心地处理。膨胀机的冷箱、蜗売、紧急切断阀及喷嘴调节机构一般是不拆卸的，因为可以直接从膨胀机热端拆卸内部零件。拆卸膨胀机内部零件的步骤如下：先拆去增压机进出口接管，然后拆去油管、轴承温度计、测速头、密封气管及仪表管线，而后松开并取出增压机与底架间的紧固螺栓（注意别松动支持增压机下部的支承螺栓）随后拆下增压机蜗売，再松开连接机身与前隔板的紧固螺栓，钩住机身上的吊环螺钉，并托住机身前端（膨胀机端）然后把机身往后徐徐退出，当心不要碰坏膨胀机叶轮，之后整套膨胀机就可放到清洁的工作台上进一步拆卸。然后分别从主轴两端取下膨胀机叶轮、增压机叶轮和前后密封套，托住主轴一端，用螺栓旋入轴承并将其顶出，同时将主轴连同轴承一起取出来，然后将另一端轴承从机身中取出。膨胀机的装配程序与上述拆卸程序相反主要装配间隙见图PT1260.10000。在进行拆装时应注意以下事项：7.1拆卸时各主要件应做好对应标记，复装时按标记进行；7.2止推轴承间隙是可调的，每次安装都应对其进行检查，必须保证其值在规定范围内；7.3转子更换零件或对转子动平衡有怀疑时（在运转时可根据运转噪音、振动来加以判断），必须按要求校正动平衡；7.4在装配时，必须保证测速头与轴表面距离为.0〜1.5毫米之间；7.5如有必要需拆装可调喷嘴及其传动机构。维护说明8.1喷嘴：只要供应的气体是清洁的，即使喷嘴叶片的光泽变暗，也不会影响效率，但如气体中含有较大的即使是少量的固体颗粒或含有二氧化碳及产生液体时，就会产生喷嘴叶片的磨蚀，严重时会出现凹坑，这样就会使效率明显下降，这时就应更换喷嘴，在装置启动期间，最容易产生磨蚀，因此装置操作时要特别注意。PT1260.00000SM~共13页~|第11页8.2膨胀机叶轮：与喷嘴叶片相同的原因，也可能造成对叶片进口边的磨蚀，如果磨蚀严重甚至出现凹坑时应更换工作轮。（附带说明的是，因为现场配用的测量仪表对于测量膨胀机效率是不够精确的，因而不能用它们来作为效率变化以及是否调换喷嘴环和叶轮的依据）8.3膨胀机与增压机密封盖易遭轻微磨损，这将导致效率下陳口果密封盖发生明显磨损就必须更换，其装配间隙见图。8.4轴密封套：前轴密封套在运转时也会产生轻微磨损但如磨损严重就应调换密封套，因其过度磨损会使轴承温度降低并增加漏气损失一般一年以上才会出现这种情况，规定密圭寸套的半径间隙出.05mm，当增大到0.1mm就应予以调换。8.5轴承：轴承型面是精心设计并用机械加工保证的，因此其内孔和止推面都不:许进行任何修刮，如果发现由于暂时超负荷或暂时润滑不良已引起了轴承的损伤，就应更换轴承。8.6增压机叶轮:如供应的气体不干净将引起增压机叶片的磨蚀以致破坏动平衡,这种情况与膨胀机叶轮动平衡破坏相类似；需要说明的是，无论是膨胀机叶轮还是增压机叶轮需要更换时，要更换整个车子而不要单独更换叶轮。8.7供油装置的使用、维护、检修均按其使用说明书及图纸要求进行。故障及处理以下列举常见的主