天然气透平膨胀机工作原理
天然气透平膨胀机工作原理
天然气透平膨胀机工作原理
第一部分基础理论简介
一、概述
目前低温技术应用非常广泛，从航天到超导，从气体分离到能量回收等，而低温能量的获得主要靠气体的膨胀，特别是气体的等熵绝热膨胀，透平膨胀机则是实现这一膨胀的有效设备，现已广泛用到气体液化分离、能量综合利用等方面。
二、膨胀机的形式
1、活塞式膨胀机：通称容积型，其特点是适宜于小流量、高压力、大膨胀比工况；缺点是复杂、体积大、易损件多、操作维护复杂。
2、透平膨胀机：通称速度型，其特点是转速高、体积小、重量轻、结构简单、易损件少、因而制造维修工作量小，适宜于大流量、中高压力而初温较低。
按工作原理分：
1）冲动式：膨胀过程几乎完全在静止的喷嘴中进行；
2）反作用式：膨胀过程不仅在静止的喷嘴中进行，还在叶轮中进一步膨胀。
按气流流流动方向分：
1）径流式：气体在垂直于旋转轴的平面内沿半径方向流动；
2）轴流式：气体沿着平行于工作轮旋转轴方向流动；
3）径轴流式：气体由径向流入工作轮而由轴向流出。
三、透平膨胀机基本结构及工作原理
1、基本结构
膨胀机由通流部分、制动器及机身三部分组成
膨胀机通流部分：蜗壳、喷嘴、工作轮、扩压器
制动器：1）压缩机——入口管、叶轮、扩压器、蜗壳
2）风机——入口管、叶轮、扩压器、蜗壳
3）电机或油制动器
机身：支撑和隔热作用
2、工作原理
1）气体在喷嘴中流动
设置喷嘴的目的是使气流的动力能转变为气流的速度能并
且使气流降温，在喷嘴前后存在着压差，这些压差推动着气流流动。当气流通过喷嘴时由于减压膨胀而使焓值降低，即使压力、温度下降，这些焓降转变成气流的动能，使在喷嘴出口处气流获得巨大的速度，因此喷嘴主要解决的问题是保持合理的形状以减小各种损失。
喷嘴在结构上可分为三段：即进口段、主体段、出口段
主体段又可分为2类：渐缩喷嘴（当喷嘴出口马赫数小于等于1）
缩放喷嘴（当喷嘴出口马赫数大于1）
2）气体在工作轮中的流动（反动式透平膨胀机）工作轮的作用：
（1）把喷嘴出来的高速气体的动能，通过工作轮转化为机械能并由主轴外输出做功，以降低内能使温度进一步降低。
（2）使气体在工作轮进一步膨胀做功，进一步降低气体的焓值和温度；
（3）改变气体的流动方向，使它由径向转化为轴向流动反动度：气体在工作轮中膨胀的程度
反动度（ρ）=工作轮内的等熵焓降（h2s）/总的等熵焓降（h0）
工作轮结构：目前常用的是带径向叶片的半开式和闭式叶轮
工作轮可分为主体段：使气流由外圆向中心的径向流动
导流段：使气流由径向转为轴向流动（减少流动损失，提高效率）
3、气体在扩压器中的流动
为了使工作轮流道避免减速运动，以减少流动损失（工作轮出口速度可达到50—80米/秒，甚至更大），为了充分利用能量
及减少管道流动摩擦损失，在工作轮出口外设置扩压器（与喷嘴作用相反）。
四、透平膨胀机的组成
主机、密封气系统、供油系统、仪控系统
1、主机：主机由蜗壳、转子、喷嘴、传动机构、轴承、密封、机身
1）蜗壳；它是为了使气流顺利改变方向并均匀分配给喷嘴，原则上保证气流在出口内圆上成轴对称流动。材料为铝合金、铜合金或不锈钢。
2）喷嘴：透平能量转换的主要部件，近年来均采用叶片可以转动的可调喷嘴，以调节流道的通流面积，从而调节气量。材料为3Cr13或2 Cr13等。
3）转子：由主轴、膨胀机工作轮、增压机工作轮及轴封组成。
通常采用的双旋臂转子，即两个工作轮外伸在两个轴承之外，转子是透平的核心部件，除要求有良好的空气动力性能外，由于它是高速转动零件，还要求有较高的动平衡精度及要求自振频率（临界转速）远离其工作转速。
4）轴封：避免膨胀段的冷气体向常温段的轴封泄漏，不仅造成冷损失而且会使轴承的润滑油冻结而造成损坏，因而采用轴封加以阻止。轴封形式为迷宫密封，一种非接触式动态密封。
5）压机轮：回收膨胀机发出的功，仅是一种制动器。
6）主轴：传递功率的零件，一段在常温，另一段在低温下工作，要求有足够的刚性、强度。材料为不锈钢或合金钢。
7）传动机构：调节转动叶片的角度，以改变喷嘴流道的面积而设定，通常有手动及遥控两种。
8）轴承：支撑主轴并保证主轴顺利稳定运转，为了保证主轴的轴向定位并承受一定的轴向力，除径向轴承外，还有推力轴承，常用的有油及气体轴承。
油轴承：承载能力大，可靠性好，轴承线速度可达70米/秒。油轴承具有承载能力必须具备三个条件：存在油楔、具有相对运动、油有一定的粘性。
气体轴承：小型高速转子
9）机身：水平剖分式及整体式
2、密封气系统
由于透平膨胀机侧通常工作在低温状况之下，而其轴承机身有处在常温环境之中，为了减少高压低温气体通过迷宫密封的泄漏而降低冷量损失，防止轴承润滑油冻结造成整个机组失效，在机组中采用常温的密封气体通入密封中段，以阻止低温气体向轴承段泄漏，保证机组的安全。
3、润滑油系统
油田气透平膨胀机一般工作在压力高、转速高的环境下，因此对轴承的润滑供油系统有比较高的要求，主要是供油压力、油量、清洁度及油气分离等。
供油系统主要有以下几部分组成：
1）油箱：采用密封的压力油箱，有利于进入油箱气体的回收利用，防止可燃气体的外漏。
2）油泵：连续提供应具有一定压力、油量的润滑油3）油冷却器：冷却通过轴承后温度上升的油，保证油的粘度。
4）油过滤器：过滤油中的固体微粒，保证润滑油的清洁度。
5）蓄能器：贮油蓄能作用，保证因停电等突然故障能向机组有一分钟左右供油量，从而保证机组的安全。
6）油气分离器：分离进入油箱的润滑油中的气体。
7）液流阀或安全阀：调节供油压力或保证油泵出口压力不过高。
4、仪电控系统
适时监控机组运转情况及采集机组运行数据，保证机组安全运行。
五、透平膨胀机的调节
透平膨胀机提供了低温装置所需的主要冷量，为了维持装置的冷量平衡及适应装置工况的改变，要求对膨胀工况能进行调节，特别是天然气透平膨胀机，更要求机组能适应气源及装置的工况变化。
膨胀机的制冷量Q决定下列因素：
Q=GH sηs
G：通过膨胀机的气量
H s：通过膨胀机工质的等熵焓降
ηs：膨胀机的等熵效率
1、透平膨胀机的特性曲线
为了充分利用压力能来最大限度地提供冷量，提高整个装置的经济性，要求透平膨胀机有较高的效率，并使透平膨胀机在最佳工况下运行，在透平膨胀机运行中影响效率最大的一个因素是特性比U1/C0，U1是工作轮外圆处的线速度，C0是在理想状态下，通过透平级工质的理论等熵焓降H s全部转化为工质动能时获得的理论速度，在设计时根据设计点我们已取好该值，从而得到机组的转速，因此必须保证一定的转速，相当于保证一定的特性比U1/C0，才能保证机组的运行效率最高，由于天然气环境工况变化频繁，所以机组转速有一定的波动，在一定范围内的波动，也能保证较高的效率，从而满足整个装置的需要。
2、透平膨胀机的调节
由于各种原因会使装置工况发生变化，从而波及膨胀机工况变化，使膨胀机偏离设计工况，造成损失的增加，效率的降低，因此为了提高装置运行的稳定性、经济性，应设法调节膨胀机的运行工况。由于H s是由装置提供给膨胀机进出口状态参数决定的，在一般情况下不希望改变
空调压缩机工作原理
空调压缩机的工作原理 1、空调压缩机是在空调制冷剂回路中起压缩驱动制冷剂的 作用。工作回路中分蒸发区和冷凝区，室内机和室外机分别属于高压或低压区。压缩机一般装在室外中，压缩机把制冷剂从低压区抽取来经压缩机后送到高压区冷却凝结，通过散热片散发出热能到空气中，制冷剂也从气态变成液态，压力升高。制冷剂再从高压区流向低压区，经过毛细管喷射到蒸发器中，压力骤降，液态制冷剂立即变成气态，通过散热片吸收空气中大量的热量。这样，机器不断工作，就不断把低压区一端的热能吸收到制冷剂中再送到高压区散发到空气中，起到调节气温的作用。 2、空调在作制冷运行时，低温低压的制冷剂气体被压缩机吸 入后加压变成高温高压的制冷剂气体，高温高压的制冷剂气体在室外换热气中放热变成中温高压的液体，中温高压的液体再经过节流部件节流降压后变成低温低压的液体，低温低压的液体制冷剂在室内换热气中吸热蒸发后变成低温低压的气体，然后进入压缩机压缩，往复循环。 3、压缩机是制冷系统的心脏，无论是空调、冷库、化工制冷 工艺等等工况都要空压缩机这个重要的环节来做保障！ 制冷压缩机种类和形式很多，根据原理可分为容积型和速度型两类，其中容积式是最为普遍的。 那压缩机又是如何压缩空气的呢？
简单而说就是通过改变气体的容积来完成气体的压缩和输送过程！任何动力设备都需要一个动力来做功完成，压缩机也是一样，它需要一个电动机来带动。 容积型压缩机又分为往复活塞式和回转式两种。 往复活塞式是通过活塞在气缸内做往复运动改变气体工作容积；活塞式压缩机历史悠久，生产技术成熟。 回转式压缩机包括刮片旋转式压缩机 螺杆式压缩机，目前国内生产的空调器多采用旋转式压缩机； 蜗杆式压缩机主要用于大型制冷设备，现在一些大型商场办公楼内也有很多采用蜗杆式压缩机。 空调的基本原理是这样的，压缩机将冷冻剂压缩成高压饱和气体，这种气态冷冻剂再经过冷凝器冷凝。 通过节流装置节流之后，通入到蒸发器中，将所需要冷却的媒介冷却换热。例如将蒸发器连接到楼里的各个房间，蒸发器的蛇形管将同空气进行换热，再通过鼓风将冷气吹向空气洞中。 而蒸发器蛇形管内的冷冻剂换热后变成低压蒸气回到压缩机，在被压缩机压缩，这样循环利用就完成了制冷系统。 4、分析空调图
空调压缩机工作原理
空调压缩机的工作原理 1、空调压缩机就是在空调制冷剂回路中起压缩驱动制冷剂 的作用。工作回路中分蒸发区与冷凝区,室内机与室外机分别属于高压或低压区。压缩机一般装在室外中,压缩机把制冷剂从低压区抽取来经压缩机后送到高压区冷却凝结,通过散热片散发出热能到空气中,制冷剂也从气态变成液态,压力升高。制冷剂再从高压区流向低压区,经过毛细管喷射到蒸发器中,压力骤降,液态制冷剂立即变成气态,通过散热片吸收空气中大量的热量。这样,机器不断工作,就不断把低压区一端的热能吸收到制冷剂中再送到高压区散发到空气中,起到调节气温的作用。 2、空调在作制冷运行时,低温低压的制冷剂气体被压缩机吸 入后加压变成高温高压的制冷剂气体,高温高压的制冷剂气体在室外换热气中放热变成中温高压的液体,中温高压的液体再经过节流部件节流降压后变成低温低压的液体,低温低压的液体制冷剂在室内换热气中吸热蒸发后变成低温低压的气体,然后进入压缩机压缩,往复循环。 3、压缩机就是制冷系统的心脏,无论就是空调、冷库、化工制 冷工艺等等工况都要空压缩机这个重要的环节来做保障！ 制冷压缩机种类与形式很多,根据原理可分为容积型与速度型两类,其中容积式就是最为普遍的。 那压缩机又就是如何压缩空气的呢？
简单而说就就是通过改变气体的容积来完成气体的压缩与输送过程！任何动力设备都需要一个动力来做功完成,压缩机也就是一样,它需要一个电动机来带动。 容积型压缩机又分为往复活塞式与回转式两种。 往复活塞式就是通过活塞在气缸内做往复运动改变气体工作容积;活塞式压缩机历史悠久,生产技术成熟。 回转式压缩机包括刮片旋转式压缩机 螺杆式压缩机,目前国内生产的空调器多采用旋转式压缩机; 蜗杆式压缩机主要用于大型制冷设备,现在一些大型商场办公楼内也有很多采用蜗杆式压缩机。 空调的基本原理就是这样的,压缩机将冷冻剂压缩成高压饱与气体,这种气态冷冻剂再经过冷凝器冷凝。 通过节流装置节流之后,通入到蒸发器中,将所需要冷却的媒介冷却换热。例如将蒸发器连接到楼里的各个房间,蒸发器的蛇形管将同空气进行换热,再通过鼓风将冷气吹向空气洞中。 而蒸发器蛇形管内的冷冻剂换热后变成低压蒸气回到压缩机,在被压缩机压缩,这样循环利用就完成了制冷系统。 4、分析空调图
膨胀机的原理,基本构造,主要参数控制及意义。
膨胀机的原理，基本构造，主要参数控制及意义。 膨胀机的原理 气体的绝热膨胀，并对外做功，是获得低温的重要方法，透平膨胀机就是利用压缩气体在高压下进入膨胀机内膨胀到低压。由高压低速气体变为低压高速气体，在这个过程中与外界不发生热交换，因此，整个过程是绝热的。气体通过膨胀机后能量要减少，减少的能量就以功的形式输送出去，因而降低了膨胀机出口工质的内能和温度。 透平膨胀机的分类 1按工作原理分，可以分为反动式和冲动式 透平膨胀机的工作是低速高压的气体，经过流道膨胀形成高速低压，即具有大动能的气流来推动叶轮，如果膨胀过程完全在静止的导流器中进行，叶轮所受的完全是气流的冲动。那么就是冲动式。如果气流在叶轮流通中还继续膨胀，这时在叶轮中除去接受从静止导流器中出来的动能外，在在叶轮流道还利用反作用原理产生向前的推力，这种透平膨胀机称为反动式。 2 按压力来分，可分为高压，中压，低压及超低压透平膨胀机。高压19---22兆帕膨胀到0.6----1.5兆帕[绝压] 中压2---5兆帕膨胀到0.6兆帕 低压0.5---1.0兆帕膨胀到0.13----0.14兆帕 超低压0.2---0.3兆帕膨胀到0.12兆帕 3 按级数来分可分为单级，双级，和多级 4 按制动方式分
[1] 风机制动 [2] 透平增压机制动 [3] 电机制动 [4] 油制动-------制动器为一系列位于转子和定子之间的油腔。 5万空分装置所配置的膨胀机，一台是杭氧的，另一台是阿特拉斯。杭氧膨胀机组组成示意图 换热器轴 过滤器膨胀端增压机供油装置透平膨胀机 透平膨胀机由---膨胀机蜗壳，-膨胀机轴，叶轮，轴承，轴封组成。膨胀端增压机----叶轮，扩压器，和蜗壳组成。 透平膨胀机流量调节----是通过一执行机构改变喷嘴角度来改变的。主要控制参数-----透平膨胀机进口温度，-透平膨胀机出口温度。 膨胀气量。
最新压缩机主要工作原理
主要工作原理 螺杆压缩机是利用一对相互啮合的阴阳转子来实现空气的持续吸气、压缩、排气等过程，主动转子为5纹螺旋，从动转子为6条齿槽，采用独特齿形，可产生高压缩效率。 1.空气从进气口吸入，充满封闭的齿轮间。 2.转子通过旋转的啮合使封闭的齿形的容积缩小，从而使空气得到压缩。 3.空气从敞开的齿间排出 以上过程随着转子不停的旋转啮合，不断产生脉动空气。 压缩空气中的水份来自何处？ 一般大气中的水份皆呈气态，不易察觉其存在，但若经空气压缩机压缩及管路冷却后，则会凝结成液态水滴。举例说明：在大气温度30°c，相对湿度75％状况下，一台空气压缩机，吐出量3nm3/min,工作压力为0.7Mpa,运转24小时压缩空气中约含100l的水份。 为何须要干燥的空气？ 假如没有使用任何可以除去水气的方法，立即可见的影响是造成产品品质不良，设备发生故障，严重影响生产流程，增加生产成本等不良后果，损失甚巨。 什么是露点温度？ 即是一种检测压缩空气系统干燥度的温度，换句话说，就是空气中水份凝结成水滴的温度。露点温度愈低，压缩空气中所含的水份就愈少。 冷冻式压缩空气干燥机根据空气冷冻干燥原理，利用制冷设备将压缩空气冷却到一定的露点温度后析出相应所含的水分，并通过分离器进行气液分离，再由自动排水器将水排出，从而使压缩空气获得干燥。 离心压缩机：指气体在压缩机中的运动是沿垂直于压缩机轴的径向进行的。离心压缩机排气均匀，气流无脉冲，无油，性能曲线平坦，操作范围较宽。 压缩和压缩比 1、压缩 绝热压缩是一种在压缩过程中气体热量不产生明显传入或传出的压缩过程。在一个完全隔热的气缸内上述过程可成为现实。等温压缩是一种在压缩过程中气体保持温度不变的压缩过程。
制冷压缩机结构和工作原理介绍
制冷压缩机在系统中的作用 为了能连续不断地制冷，需用压缩机将已汽化的低压蒸气从蒸发器中吸出并对其做功，压缩成为高压的过热蒸气，再排入冷凝器中(提高压力是为了使制冷剂蒸气容易在常温下放出热量而冷凝成液体)。在冷凝器中利用冷却水或空气将高压的过热蒸气冷凝成为液体并带走热量，制冷剂液体又从冷凝器底部排出。如此周而复始，实现连续制冷。 概括地说,这种制冷方法是使制冷剂在低温低压的条件下汽化而吸取周围介质的热量，并在常温高压的条件下冷凝液化而放出热量并由冷却水(或空气)带走。欲使制冷剂实现这样的热量转移，必须提供与蒸发温度和液化温度相对应的低压和高压条件，而这一条件正是由压缩机创造的。因此，在蒸气压缩式制冷循环中，只有有了压缩机，制冷机才能将低温物体的热量不断地转移给常温介质，从而达到制冷的目的。 目前各类压缩机的大致应用范围及制冷量大小： 制冷压缩机的种类与分类 制冷压缩机按其工作原理可以分为: 容积型和速度型 1.压缩机的种类 （1）容积型压缩机：用机械的方法使密闭容器的容积变小,使气体压缩而增加其压力的机器。 它有两种结构型式：往复活塞式(简称活塞式)和回转式
（2）速度型压缩机：用机械的方法使流动的气体获得很高的流速，然后在扩张的通道内使气体流速减小，使气体的动能转化为压力能，从而达到提高气体压力的目的，这种机器称为速度型压缩机。属于这一类的有离心式制冷压缩机。 这种压缩机工作时，气体在高速旋转的叶轮推动下，不但获得了很高的速度，并且在离心力的作用下，沿着叶轮半径方向被甩出，然后进入截面积逐渐扩大的扩压，在那里气体的速度逐渐下降而压力则随之提高。 压缩机种类图： 2 .压缩机的分类 (1) 按工作蒸发温度范围分类单级制冷压缩机一般可按其工作蒸发温度的范围分为高温、中温和低温压缩机三种，但在具体蒸发温度区域的划分上并不统一。下面列举一种著名压缩机的大致工作蒸发温度的分类范围。 高温制冷压缩机(-10 ~ 0 )℃ 中温制冷压缩机(-15 ~ 0 )℃ 低温制冷压缩机(- 40 ~ -15 )℃ (2) 按制冷量的大小分类： 大型≥550kW 中型（25~550）kW
液化气压缩机工作原理
液化气压缩机压力不良的可能来源：毛细管不合适；制冷剂量；压缩机能力偏大（选型时错误）；蒸发器热交换能力不够（过滤器堵塞等）；负荷过大；系统循环设计不当（冷凝器小）；外界温度高；吸入压力大或者排气管路堵塞；冷凝器通风量少，风扇停止，网罩堵塞等导致冷凝器换热能力下降。下面就让蚌埠市徽瑞压缩机制造有限公司为您简单介绍一下，希望可以帮助到您！ 液化气压缩机压力不良的危害：一般来说，压缩机排气压力应该小于2.6Mpa。如果排气压力超过上限，可能产生下列不良：轴承负荷过大，引起润滑不良，运动部件磨损、粘着，继而温度上升，部件产生过热，绕组上的绝缘材料劣化，冷冻机油会劣化，压缩机内部润滑不良，最终导致电机的烧毁。
吸气压力应该在0.1～0.69Mpa之间。吸气压力过低，可能由于润滑不足造成滑动部分的磨损；制冷剂循环量减少；循环内空气的入侵；循环内的水分冻结。吸气压力过高，又可能由于导致液化气压缩机产生过热、往循环内的排油量增大、油面降低、热交换能力异常、液体的回流等意外。 蚌埠市徽瑞压缩机制造有限公司是蚌埠压缩机总厂改制后组建的液化气、天然气和氮气压缩机专业制造厂家，新组建的徽瑞以优化的管理、优先的人才和优越的设备跻身于同行之列。 本厂具有雄厚的产品开发能力及生产能力，能根据用户需要独立设计、试制、生产各类压缩机及成套设备。用高素质的人才制造高品质的产品，是蚌埠市徽瑞压缩机制造有限公司的治厂根本。 本厂生产的压缩机在化工、医药、燃气等行业使用极为广泛，产品质量和科技含量能保证其产品各类指标都达到了国内同类产品之先进水平。
徽瑞不断求新求变，改进和提高压缩机的性能、功能和智能，为客户奉献出质量过硬的产品而不懈努力。为用户提供完善的售前、售中、售后服务，尽可能的使用户满意。 竭诚欢迎客户前来我厂参观、考察、指导，互利互惠，齐肩双赢，共创美好未来。
透平膨胀机简介
膨胀机简介 透平膨胀机制冷的基本原理根据能量转换和守恒定律可知，气体在透平膨胀机内进行绝热膨张对外作功时，气体的能量焓值一定要减少，从而使气体本身强烈地冷却，而达到制冷的目的。 透平膨胀机的实际制冷量总比理论制冷量要小，因此，膨胀机的效率总是小于1。膨胀机的效率越低，则在相同进、出口压力和进口温度下，膨胀机的单位工质制冷量越小，反映出膨胀机的温降效果越小。在实际操作中，应该了解哪些因素影响膨胀机的效率，以便尽可能保证膨胀机在高效率下运转。 膨胀机的效率高低取决于膨胀机内的各种损失的大小。由于各种损失的存在，使气体对外做功的能力降低。而这些损失(如摩擦、涡流等)又以热的形式传给气体本身，使气体的出口温度升高，温降效果减小。其损失主要有以下几种： 1)流动损失。气流流过导流器和工作轮时，由于流道表面的摩擦、局部产生漩涡、气流撞击等产生的损失属于流动损失。 流动损失的大小与流道形状是否与气流流动方向相适应、表面光洁程度等因素有关。流道除了与设计、制造技术水平有关外，膨胀机内流道的磨损、杂质在表面积聚、转速变化而使气流进入叶轮时产生的撞击等，都会增加流动损失。一般情况下，导流器内的流动损失约占总制冷量的5%，工作轮内的流动损失约占总制冷量的6%。 2)工作轮轮盘的摩擦鼓风损失。工作轮在旋转时，轮盘周围的气体对叶轮的转动有一摩擦力，轮盘将带动气体运动。由此产生的摩擦热将使气体的温度升高，这种损失称为摩擦鼓风损失。它与工作轮的直径及转速等因素有关，一般占总制冷量的3%～4%。 3)泄漏损失。泄漏损失包括内泄漏和外泄漏两种，如图71所示。内泄漏是指一部分气体经过导流器后不通过叶轮膨胀，而直接从工作轮与机壳之间的缝隙漏出，与通过叶轮膨胀的气体汇合。这小股泄漏气体未经过叶轮的进一步膨胀，温度较高，因而使膨胀机的制冷量减小，降低了膨胀机的效率。内泄漏量的大小取决于转子与机壳之间的间隙，因此在安装时必须严格控制在规定公差范围之内。外泄漏是指通过轮盘后部沿轴间隙向外泄漏出的气体。这部分气体的泄漏对膨胀机的效率没有影响，但是将减少总的制冷量。同时外漏气体的冷量也无法回收，所以它对产冷的影响是很大的。外泄漏量的大小与密封装置结构、间隙以及是否通压力密封气有关。 4)排气损失。通过膨胀机的气体在出口还具有一定的速度，叫做余速。余速越高，能量损失也越大，这部分损失叫做排气损失或余速损失。排气损失不仅与设计有关，在运转过程中当转速变化偏离设计工况时，也会使气流出口速度增加，效率降低。
压缩机是怎么制冷的工作原理是什么
压缩机是怎么制冷的工作原理是什么 我们日常使用的电冰箱，正好由这四要件加上箱体组成，箱体就好像冷库。不过电冰箱上的③节流阀在技术上由相同作用的毛细管替代。首先讲讲什么叫制冷。制冷两字只能说是技术上的术语，严格讲是错误的，世界上没有那国的科学家能制造出“冷”来。那到底什么是冷，例：在寒冬腊月，气温降到－5℃，我们说今天天气真冷，可东北人说不冷；在大伏天，气温在＋32℃时，我们会说不算热，但气温突然降到＋25℃，我们会说太冷了；这冷是随着人的常识来定的，在物理学中没有冷的定义。在工程中冷是跟着生产需要而定的。如老总问，冷库打冷了吗？你说打冷了，这个冷是指－18℃；老总问，水果库温度稳定吗？你说很稳定，这回答的含义是水果库温度稳定在±0℃了，这是我们这个行业对冷的定义。但是我们还是把这种利用机械设备把降温对象降到所需温度的方法叫制冷，这就是术语。什么叫制冷，比如我们将装有一公斤20℃冷水的水壶放到一块烧到500℃的铁板上，没有多久水就开了，如果不拿开水壶，不多久水就干了。大家和说钢板在对水加热，反过来也可以说水在对钢板降温。而且，降了多少度，都可计算出来，因为一公斤水从20℃升到100℃，它需要外界提供它80大卡热量，水从100℃到烧干，它需要外界提供539大卡热量，也就是说一公斤20℃冷水烧到干，要外界提供619大卡热量。如果按制冷的角度它从外界或钢板中提取了619大卡热量而变成了水蒸汽，使钢板降温了，这就是制冷，是利用水对钢板制冷。如果将水倒在钢板上，那就更直观了。 在上述的制冷过程中，如果钢板的大小一定，并排除外界空气的降温因素，那么钢板降了多少度，是可以精确计算出来的。在这里所述及到的‘热量’、‘温度’、‘大卡’、‘℃’等物理量，我想学过物理的人都能理解。初中物理就讲到，热量总是通过传导、对流、辐射，从温度高的物体转移到温度低的物体，绝不可能反过来进行。一个物体失去一些热量后，它的温度也会降低一些。我们的目的就是通过制冷系统，将商品中和空气中的热量向比商品温度更低的制冷剂传递，达到降低商品温度的目的。 我们的制冷系统与锅炉的制热系统在热力学上来讲是完全一样的，它们的热传导公式也完全一样，我们先以锅炉作比拟，进一步讲讲制冷剂在制冷时的作用。上面讲的烧水壶也可算是一只锅炉，不过水烧开了，我们就灌热水瓶了，如果我们在壶嘴上套根管子，通到浴室，那就可以洗桑拿了，水壶就成小锅炉了。要注意的是这时水壶中的水永远是100℃，水壶出口处的蒸汽温度也是100℃，为什么不是110℃，不是90℃？这是因为在一个大气压下水的沸腾温度是100℃，这是水的物理性能所决定了的。在青藏高原，大气压力较低，水70℃左右就开了，没有高压锅就只能吃夹生饭，而在高压锅里，温度可达到110℃，因为高压锅排气阀的重量，刚好使锅内压力保持在1Kg/CM2表压力（实际是2个大气压）。一般小型锅炉可烧4Kg/CM2表压力蒸汽，蒸汽温度也接近140℃，锅炉中的水温也与蒸汽温度一样也是140℃。煤气炉的火头温度可达1000℃左右，火头将热量传递给水，使水的温度上升直达沸点，一公斤水从沸点到烧干（全部变成蒸汽），将从煤气火头中带走的热量与上面所讲水壶给钢板降温是一样的，接近壶底的火焰是一个降温过程。锅炉中的煤燃烧温度在1200℃左右，没有锅炉中水的降温，锅炉中的排管将被烧塌。
天然气压缩机操作规程
2012年06月11日发布 2012年06月11日实施 目 录 前 言 -------------------------------------------------- 2 1范围 --------------------------------------------------- 1 2.规范引用文件 ------------------------------------------- 1 3技术规范 ----------------------------------------------- 1 4 天然气压缩机的启动、运行、停机操作 --------------------- 2 4.1操作系统简介 -------------------------------------- 2 4.2天然气压缩机启动前的检查 -------------------------- 4 4.3天然气压缩机启动步骤 ------------------------------ 4 4.4 并管--------------------------------------------- 6 4.5天然气压缩机停机步骤 ------------------------------ 7 4.6应注意的问题 -------------------------------------- 7 5故障及事故处理 ----------------------------------------- 9 5.1控制屏数据显示不正常 ------------------------------ 9 5.2天然气进气压力（SUCTION PRESS ）不正常 ------------ 10 天然气压缩机操作规程 青海油田供水供电公司
透平膨胀机
透平膨胀机，是空气分离设备及天然气（石油气）液化分离设备和低温粉碎设备等获取冷量所必需的关键部机，是保证整套设备稳定运行的心脏。 原理 其主要原理是利用有一定压力的气体在透平膨胀机内进行绝热膨胀对外做功而消耗气体本身的内能，从而使气体自身强烈地冷却而达到制冷的目的。我们平常用气筒打气会发现筒身发热,那是因为活塞压缩气体气体放热,如果反之其原理就类似于膨胀机了(更确切的说是活塞式膨胀机).透平膨胀机输出的能量由同轴压缩机回收或制动风机消耗。 扩展资料： 膨胀机是利用压缩气体膨胀降压时向外输出机械功使气体温度降低的原理以获得冷量的机械。 [1]膨胀机常用于深低温设备中。膨胀机按运动形式和结构分为活塞膨胀机和透平膨胀机两类。活塞膨胀机主要适用于高压力比和小流量的中小型高、中压深低温设备。 活塞膨胀机：活塞式膨胀机是通过气体膨胀推动活塞向外界输出功以产生制冷量的机器。工质在气缸内推动活塞输出外功，同时本身内能降低。因此，膨胀机也是一种气体发动机，所不同的是以使气体冷却获得冷量为主，利用机械功是次要的。一般来说，活塞膨胀机多适用于中、高压小流量领域。活塞式膨胀机广泛应用于空分装置及液化装置，尤其是在高压、小体积流量条件下。1934年前苏联的卡皮查提出用活塞式膨胀机替代液氢进行预冷实现氦气液化，真正实现则
是到了20世纪50年代，美国的Collins做出了带活塞式膨胀机预冷的氦液化器，但该产品在低温下活塞和气缸容易卡住，难以稳定工作。针对这个问题，1962年，中国科学院物理研究所低温物理研究室（中国科学院理化技术研究所前身）周远提出采用室温密封长活塞结构替代原卡皮查结构的方案，并于1964年研制成功，实现了带活塞式膨胀机预冷氦液化器的稳定运行，1965年获得生产推广。
第5章 膨胀机
第5章膨胀机 5.1 空分设备配套膨胀机的基本要求及工作原理 绝热等熵膨胀是获得低温的重要效应之一，也是对外作功的一个重要热力过程，而作为用来使气体膨胀输出外功以产生冷量的膨胀机则是能够实现接近绝热等熵膨胀过程的一种有效机械。膨胀机可分为活塞式和透平式两大类，一般来说，活塞膨胀机多适用于中、高压小流量领域，而低、中压、相对流量较大的领域中则多用透平膨胀机。随着透平技术的进一步发展，近几年来，中、高压、小流量、大膨胀比的透平膨胀机在各领域也有越来越多的应用。与活塞膨胀机相比，透平膨胀机具有占地面积小（体积小）、结构简单、气流无脉动、振动小、无机械磨损部件、连续工作周期长、操作维护方便、工质不污染、调节性能好、高效率等特点；而活塞膨胀机正相反，一般多用在高膨胀比小流量的场合。 对于空分设备来说，低温精馏、装置冷量损失的及时补充、产品产量的有效调节等都使得为其提供充足冷量的膨胀机显得尤为重要，可以说它是空分设备的心脏部机。事实上，在空气分离设备中，膨胀机获得了广泛的应用。随着科学技术的不断进步，现代空分设备对膨胀机提出了更高的要求：要具有更高的整机效率、更好的稳定及调节性能、更安全及可靠的保护系统、更长的运行周期及使用寿命等等。特别是随着内压缩流程和液体液化设备等的广泛使用，中压甚至高压等级透平膨胀机使用得越来越多，这类产品膨胀机出口常带一部分液体、有的具有很大的膨胀比。 活塞膨胀机是利用工质在可变容积中进行膨胀输出外功，也称为容积型膨胀机。工质在气缸内推动活塞输出外功，同时本身内能降低。 透平膨胀机是利用工质在流道中流动时速度的变化来进行能量转换的，也称为速度型膨胀机。工质在透平膨胀机的通流部分中膨胀获得动能，并由工作轮轴端输出外功，因而降低了膨胀机出口工质的内能和温度。 5.2 透平膨胀机 5.2.1 透平膨胀机的分类 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称为反动式透平膨胀机。如果反动度很小以至接近于零，工作轮基本上由喷嘴出口的气流推动而转动并对外作功，则称为冲动式透平膨胀机。 根据工质在工作轮中流动的方向可以有径流式、径-轴流式和轴流式之分，如图5.2.1-1所示。 如果叶轮叶片两侧有轮盘和轮盖，则称为闭式叶轮，如图5.2.1-2b。没有轮盖只有轮盘的则称为半开式叶轮，见图5.2.1-2a。轮盖和轮盘都没有的（轮盘只有中心部分）称为开式叶轮，见图5.2.1-2c。 根据一台膨胀机中包含的级数多少又可以分为单级透平膨胀机和多级透平膨胀机。为了简化结构、减少流动损失，径流透平膨胀机一般都采用单级或由几台单级组成多级膨胀。 按照工质的膨胀过程所处的状态，又有气相膨胀机和两相膨胀机之分。 按照透平膨胀机制动方式，又有风机制动透平膨胀机、增压机制动透平膨
螺杆式制冷压缩机的工作原理
螺杆式制冷压缩机的工作原理 发布时间：2012年4月20日 螺杆式制冷压缩机的工作原理 1、螺杆式制冷压缩机的特点 与活塞压缩机的往复容积式不同，螺杆式压缩机是一种回转容积式压缩机。与活塞压缩机相比，螺杆式制冷压缩机有以下优点： a．体积小重量轻，结构简单，零部件少，只相当于活塞压缩机的1/3～1/2； b．转速高，单机制冷量大； c．易损件少，使用维护方便； d．运转平稳，振动小； e．单级压比大，可以在较低蒸发温度下使用； f．排气温度低，可以在高压比下工作； g．对湿行程不敏感； h．制冷量可以在10%～100%之间无级调节； i．操作方便，便于实现自动控制； j．体积小，便于实现机组化。 缺点： 转子、机体等部件加工精度要求高，装配要求比较严格； 油路系统及辅助设备比较复杂；因为转速高，所以噪声比较大。 2、螺杆式制冷压缩机工作原理 双螺杆（压缩机）是由一对相互啮合、旋向相反的阴、阳转子，阴转子为凹型，阳转子为凸型。随着转子按照一定的传动比旋转，转子基元容积由于阴阳转子相继侵入而发生改变。侵入段（啮合线）向排气端推移，于是封闭在沟槽内的气体容积逐渐缩小，压力逐渐升高，压力升高到一定值（或者说转子旋转到一定位置）时，齿槽（密闭容积）与排气孔相通，高压气体排出压缩机，进入油分离器。吸气、压缩、排气过程见示意图。 3、内压比与螺杆压缩机经济性的关系 螺杆压缩机是没有气阀的容积型回转式压缩机，吸、排气孔的打开和关闭完全为几何结构决定的，即吸气终了的体积和压缩结束时的体积是固定的，即内容积比是固定的。而活塞压缩机的吸、排气阀片的打开是由吸、排气腔的压力决定的。 内容积比：Vi＝VS/Vd VS—吸气终了时的容积，Vd—压缩终了时的容积 内压力比：Za ＝Pd / P0 Pd—压缩终了压力，P0—吸入压力 可见，内压比是由内容积比决定的。所以，压缩终了压力Pd是由吸气压力和内容
天然气透平膨胀机工作原理
天然气透平膨胀机工作原理 天然气透平膨胀机工作原理 第一部分基础理论简介 一、概述 目前低温技术应用非常广泛，从航天到超导，从气体分离到能量回收等，而低温能量的获得主要靠气体的膨胀，特别是气体的等熵绝热膨胀，透平膨胀机则是实现这一膨胀的有效设备，现已广泛用到气体液化分离、能量综合利用等方面。 二、膨胀机的形式 1、活塞式膨胀机：通称容积型，其特点是适宜于小流量、高压力、大膨胀比工况；缺点是复杂、体积大、易损件多、操作维护复杂。 2、透平膨胀机：通称速度型，其特点是转速高、体积小、重量轻、结构简单、易损件少、因而制造维修工作量小，适宜于大流量、中高压力而初温较低。 按工作原理分： 1）冲动式：膨胀过程几乎完全在静止的喷嘴中进行； 2）反作用式：膨胀过程不仅在静止的喷嘴中进行，还在叶轮中进一步膨胀。 按气流流流动方向分：
1）径流式：气体在垂直于旋转轴的平面内沿半径方向流动； 2）轴流式：气体沿着平行于工作轮旋转轴方向流动； 3）径轴流式：气体由径向流入工作轮而由轴向流出。 三、透平膨胀机基本结构及工作原理 1、基本结构 膨胀机由通流部分、制动器及机身三部分组成 膨胀机通流部分：蜗壳、喷嘴、工作轮、扩压器 制动器：1）压缩机——入口管、叶轮、扩压器、蜗壳 2）风机——入口管、叶轮、扩压器、蜗壳 3）电机或油制动器 机身：支撑和隔热作用 2、工作原理 1）气体在喷嘴中流动 设置喷嘴的目的是使气流的动力能转变为气流的速度能并 且使气流降温，在喷嘴前后存在着压差，这些压差推动着气流流动。当气流通过喷嘴时由于减压膨胀而使焓值降低，即使压力、温度下降，这些焓降转变成气流的动能，使在喷嘴出口处气流获得巨大的速度，因此喷嘴主要解决的问题是保持合理的形状以减小各种损失。 喷嘴在结构上可分为三段：即进口段、主体段、出口段
压缩机制冷原理
压缩机制冷原理 点击次数：2295 发布时间：2009-12-1 17:00:08 压缩机制冷原理 作者：admin 最简单的制冷由四大要件组成：①压缩机；②冷凝器；③节流阀；④蒸发器； 首先讲讲什么叫制冷。制冷两字只能说是技术上的术语，严格讲是错误的，世界上没有那国的科学家能制造出“冷”来。那到底什么是冷，先举例说明：在寒冬腊月，气温降到－5℃，我们说今天天气真冷，可东北人说不冷；在大伏天，气温在＋32℃时，我们会说不算热，但气温突然降到＋25℃，我们会说太冷了；这冷是随着人的常识来定的，在物理学中没有冷的定义。在工程中冷是跟着生产需要而定的。如老总问，冷库打冷了吗？你说打冷了，这个冷是指－18℃；老总问，水果库温度稳定吗？你说很稳定，这回答的含义是水果库温度稳定在±0℃了，这是我们这个行业对冷的定义。但是我们还是把这种利用机械设备把降温对象降到所需温度的方法叫制冷，这就是术语。什么叫制冷，比如我们将装有一公斤20℃冷水的水壶放到一块烧到500℃的铁板上，没有多久水就开了，如果不拿开水壶，不多久水就干了。大家和说钢板在对水加热，反过来也可以说水在对钢板降温。而且，降了多少度，都可计算出来，因为一公斤水从20℃升到100℃，它需要外界提供它80大卡热量，水从100℃到烧干，它需要外界提供539大卡热量，也就是说一公斤20℃冷水烧到干，要外界提供619大卡热量。如果按制冷的角度它从外界或钢板中提取了619大卡热量而变成了水蒸汽，使钢板降温了，这就是制冷，是利用水对钢板制冷。如果将水倒在钢板上，那就更直观了。 在上述的制冷过程中，如果钢板的大小一定，并排除外界空气的降温因素，那么钢板降了多少度，是可以精确计算出来的。在这里所述及到的‘热量’、‘温度’、‘大卡’、‘℃’等物理量，我想学过物理的人都能理解。初中物理就讲到，热量总是通过传导、对流、辐射，从温度高的物体转移到温度低的物体，绝不可能反过来进行。一个物体失去一些热量后，它的温度也会降低一些。我们的目的就是通过制冷系统，将商品中和空气中的热量向比商品温度更低的制冷剂传递，达到降低商品温度的目的。 我们的制冷系统与锅炉的制热系统在热力学上来讲是完全一样的，它们的热传导公式也完全一样，我们先以锅炉作比拟，进一步讲讲制冷剂在制冷时的作用。上面讲的烧水壶也可算是一只锅炉，不过水烧开了，我们就灌热水瓶了，如果我们在壶嘴上套根管子，通到浴室，那就可以洗桑拿了，水壶就成小锅炉了。要注意的是这时水壶中的水永远是100℃，水壶出口处的蒸汽温度也是100℃，为什么不是110℃，不是90℃？这是因为在一个大气压下水的沸腾温度是100℃，这是水的物理性能所决定了的。在青藏高原，大气压力较低，水70℃左右就开了，没有高压锅就只能吃夹生饭，而在高压锅里，温度可达到110℃，因为高压锅排气阀的重量，刚好使锅内压力保持在1Kg/CM2表压力（实际是2个大气压）。一般小型锅炉可烧4Kg/CM2表压力蒸汽，蒸汽温度也接近140℃，锅炉中的水温也与蒸汽温度一样也是140℃。煤气炉的火头温度可达1000℃左右，火头将热量传递给水，使水的温度上升直达沸点，一公斤水从沸点到烧干（全部变成蒸汽），将从煤气火头中带走的热量与上面所讲水壶给钢板降温是一样的，接近壶底的火焰是一个降温过程。锅炉中的煤燃烧温度在1200℃左右，没有锅炉中水的降温，锅炉中的排管将被烧塌。从我们的角度来讲，在这里的水就是制
透平膨胀机
涡轮膨胀机是空气分离设备，天然气（石油气）液化分离设备和低温破碎设备的关键部件，以获取冷却能力。确保整套设备的稳定运行是我们的心。 原理 其主要原理是将一定压力的气体用于透平膨胀机中的绝热膨胀，做外部功，消耗气体本身的内能，从而使气体本身得到强烈的冷却，达到制冷的目的。当使用气缸泵送空气时，我们会发现气缸体被加热了。那是因为活塞压缩气体以释放热量。否则，其原理类似于膨胀机（更确切地说是活塞膨胀机）的原理。从涡轮膨胀机输出的能量由同轴压缩机回收或由制动风扇消耗。 处理预防性 失败原因 转速表指示不正确的原因一般有两个：一是由于膨胀机自身故障导致转速表指示异常，经常伴有严重的膨胀机异常声音。另一个是由于磁电传感器的故障引起的。
磁电传感器安装在制动风扇端盖的中间，该风扇由两个带有线圈的永磁体组成。根据磁电感应原理，如果线圈接地短路或由于潮湿而损坏内部绝缘，则当转子旋转时，通过切断磁力线产生的感应电流会发生变化，从而导致测量速度不准确。兆欧表可用于测量接地电阻和线圈接线的绝缘程度，以进行准确的诊断。 膨胀机的转速表可以在0?40℃的环境温度下正常工作。温度太低或太高，不利于转速表的测量。加热分馏器时未除去膨胀机。即使关闭了风扇的排气阀，冷风阶段的空气温度仍远低于0℃，而后期加热阶段的空气温度仍高于40℃。这两种温差较大的气体长时间充满了风扇系统，磁电传感器的线圈受影响最大。如果线圈被反复加热，则线圈会潮湿且未绝缘接地短路故障，在这种情况下，转速表指示将变慢并且低于实际速度。 转速表本身的故障非常罕见。如果转速表指示不正确，可以判断是否是由于机械故障引起的，应将膨胀机拆下进行检查。如果机械系统没有异常，则可以根据经验进行操作，并且速度显示较低。由于超高速，无需担心膨胀机的自动关闭，这将导致分馏塔上的压力升高并威胁到分馏塔的安全。可使膨胀机的压力和温度保持在正常范围内。
压缩机的工作原理
往复式压缩机的工作原理 什么是压缩 往复式压缩机都有气缸、活塞和气阀。压缩气体的工作过程可分成膨胀、吸入、压缩和排气四个过程。 例：单吸式压缩机的气缸，这种压缩机只在气缸的一段有吸入气阀和排除气阀，活塞每往复一次只吸一次气和排一次气。 1 ,膨胀：当活塞向左边移动时，缸的容积增大，压力下降，原先残留在气缸中的余气不断膨胀。 2, 吸入：当压力降到稍小于进气管中的气体压力时，进气管中的气体便推开吸入气阀进入气缸。随着活塞向左移动，气体继续进入缸内，直到活塞移至左边的末端（又称左死点）为止。 3 ,压缩：当活塞调转方向向右移动时，缸的容积逐渐缩小，这样便开始了压缩气体的过程。由于吸入气阀有止逆作用，故缸内气体不能倒回进口管中，而出口管中气体压力又高于气缸内部的气体压力，缸内的气体也无法从排气阀跑到缸外。出口管中的气体因排出气阀有止逆作用,也不能流入缸内。因此缸内的气体数量保持一定，只因活塞继续向右移动，缩小了缸内的容气空间（容积），使气体的压力不断升高。 4 ,排出：随着活塞右移，压缩气体的压力升高到稍大于出口管中的气体压力时，缸内气体便顶开排除气阀的弹簧进入出口管中，并不断排出，直到活塞移至右边的末端（又称右死点为止。然后，活塞右开始向左移动，重复上述动作。活塞在缸内不断的往复运动，使气缸往复循环的吸入和排出气体。活塞的每一次往复成为一个工作循环，活塞每来或回一次所经过的距离叫做冲程。< 什么是压缩气体的三种热过程？ 气体在压缩过程中的能量变化与气体状态（即温度、压力、体积等）有关。在压缩气体时产生大量的热，导致压缩后气体温度升高。气体受压缩的程度越大，其受热的程度也越大，温度也就升得越高。压缩气体时所产生的热量，除了大部分留在气体中使气体温度升高外，还有一部分传给气缸，使气缸温度升高，并有少部分热量通过缸壁散失于空气中。 压缩气体所需的压缩功，决定于气体状态的改变。说通缩点，压缩机耗功的大小与除去压缩气体所产生的热量有直接关系。一般来说，压缩气体的过程有以下三种：等温压缩过程：在压缩过程中，把与压缩功相当的热量全部移除，使缸内气体的温度保持不变，这种压缩成为等温压缩。在等温压缩过程中所消耗的压缩功最小。但这一过程是一种理想过程，实际生产中是很难办到的。 绝热压缩过程：在压缩过程中，与外界没有丝毫的热交换，结果使缸内气体的温度升高。这种不向外界散热也不从外界吸热的压缩成为绝热压缩。这种压缩过程的耗功最大，也是一种理想压缩。因为实际生产中，无伦何种情况要想避免热量的散失，是很难做到的。 多变压缩过程：在压缩气体过程中，既不完全等温，也不完全绝热的过程，成为多变压缩过程。这种压缩过程介于等温过程和绝热过程之间。实际生产中气体的压缩过程均属于多变压缩过程。 什么是多级压缩？ 所谓多级压缩，即根据所需的压力，将压缩机的气缸分成若干级，逐级提高压力。并在每级压缩之后设立中间冷却器，冷却每级压缩后的高温气体。这样便能降低每级的排气温度。
透平膨胀机基础知识
透平膨胀机 基础理论简介 一、概述 目前低温技术应用非常广泛，从航天到超导，从气体分离到能量回收等，而低温能量的获得主要靠气体的膨胀，特别是气体的等熵绝热膨胀，透平膨胀机则是实现这一膨胀的有效设备，现已广泛用到气体液化分离、能量综合利用等方面。 二、膨胀机的形式 1、活塞式膨胀机：通称容积型，其特点是适宜于小流量、高 压力、大膨胀比工况；缺点是复杂、体积大、易损件多、 操作维护复杂。 2、透平膨胀机：通称速度型，其特点是转速高、体积小、重 量轻、结构简单、易损件少、因而制造维修工作量小，适 宜于大流量、中高压力而初温较低。 按工作原理分： 1）冲动式：膨胀过程几乎完全在静止的喷嘴中进行； 2）反作用式：膨胀过程不仅在静止的喷嘴中进行，还在叶轮中进一步膨胀。 按气流流流动方向分： 1）径流式：气体在垂直于旋转轴的平面内沿半径方向流动； 2）轴流式：气体沿着平行于工作轮旋转轴方向流动； 3）径轴流式：气体由径向流入工作轮而由轴向流出。 三、透平膨胀机基本结构及工作原理 1、基本结构 膨胀机由通流部分、制动器及机身三部分组成 膨胀机通流部分：蜗壳、喷嘴、工作轮、扩压器 制动器：1）压缩机——入口管、叶轮、扩压器、蜗壳 2）风机——入口管、叶轮、扩压器、蜗壳 3）电机或油制动器
机身：支撑和隔热作用 2、工作原理 1）气体在喷嘴中流动 设置喷嘴的目的是使气流的动力能转变为气流的速度 能并且使气流降温，在喷嘴前后存在着压差，这些压 差推动着气流流动。当气流通过喷嘴时由于减压膨胀 而使焓值降低，即使压力、温度下降，这些焓降转变 成气流的动能，使在喷嘴出口处气流获得巨大的速度， 因此喷嘴主要解决的问题是保持合理的形状以减小各 种损失。 喷嘴在结构上可分为三段：即进口段、主体段、出口段 主体段又可分为2类：渐缩喷嘴（当喷嘴出口马赫数小于等于1） 缩放喷嘴（当喷嘴出口马赫数 大于1） 2）气体在工作轮中的流动（反动式透平膨胀机） 工作轮的作用： （1）把喷嘴出来的高速气体的动能，通过工作轮转化为 机械能并由主轴外输出做功，以降低内能使温度进 一步降低。 （2）使气体在工作轮进一步膨胀做功，进一步降低气体 的焓值和温度； （3）改变气体的流动方向，使它由径向转化为轴向流动 反动度：气体在工作轮中膨胀的程度 反动度（ρ）=工作轮内的等熵焓降（h2s）/总的等 熵焓降（h0） 工作轮结构：目前常用的是带径向叶片的半开式和闭式叶轮 工作轮可分为主体段：使气流由外圆向中心的径向流动 导流段：使气流由径向转为轴向流动（减少
膨胀机工作原理及常见故障处理
膨胀机工作原理及常见故障处理 发表时间：2019-09-20T16:26:14.220Z 来源：《中国电业》2019年第9期作者：周小龙 [导读] 绝热等熵膨胀是获得低温的重要途径之一，也是对外做功的一个重要热力过程。 新疆庆华能源集团有限公司新疆伊宁,835000 摘要：绝热等熵膨胀是获得低温的重要途径之一，也是对外做功的一个重要热力过程。而作为用来使气体膨胀输出外功以产生冷量的膨胀机，则是能够实现接近绝热等熵膨胀过程的一种有效机械。现代空分设备对膨胀机的求：更高的整机效率；更好的稳定及调节性能；更安全及可靠的保护系统；更长的运行周期及使用寿命等。 关键词：膨胀机；工作原理；常见故障处理 1、作用和分类 按结构分有两种，活塞式膨胀机和透平式膨胀机。按工质在膨胀过程所处的状态，可分为气相透平膨胀机和两相透平膨胀机。按透平膨胀机的制动方式,可分为风机制动膨胀机、增压机制动膨胀机、电机制动透平膨胀机‘’油制动透平膨胀机。根据透平膨胀机的轴承不同形式，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。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－轴流式、轴流式。现代空分设备普遍采用的是向心径－轴流反动式透平膨胀机，它具有焓降大、允许转速高、结构简单和热效率高的特点。 2、工作原理 透平膨胀机是一种高速旋转的机械，它是利用工质流动时速度的变化来进行能量转换的，因此称为速度型膨胀机。它由膨胀机通流部分（由蜗壳、喷嘴、工作轮、扩压器组成）、制动器及机体三部分组成。工质在透平膨胀机的通流部分中膨胀获得动能，并由工作轮轴端输出外功，因而降低了膨胀机出口工质的内能和温度。膨胀工质由进气管进入蜗壳，被均匀地分配进入喷嘴；经过喷嘴膨胀，降低了压力和温度后进入工作轮，在工作轮中工质进一步膨胀做功；然后经由扩压器排入膨胀机的出口管道，而膨胀功则由工作轮相连的主轴向外输出。由膨胀机主轴输出的能量可被用来驱动一台压缩机或一台发电机。以使透平膨胀机有一个稳定的运行条件。3、透平膨胀机本体 现在的空分设备，基本上都是采用卧置、单级、向心、径－轴流反动式膨胀机。透平膨胀机主要由膨胀机蜗壳、喷嘴环、转子、出口扩压器、轴承箱、密封系统和制动系统等组成，典型的结构图见图1. ⑴转子 是透平膨胀机中转动部分的部件总成，主要由主轴、叶轮等组成。主轴的一端装有膨胀机工作轮，另一端装有增压机叶轮或风机叶轮等。当外界干扰频率与转子的自振频率相同时，产生共振。共振时的转速称为临界转速。当正常工作时工作轮的转速低于一阶临界转速轴称为刚性轴，当工作轮转速高于一阶临界转速而低于二阶临界转速轴称为柔性轴。典型的结构如下图 2。 ⑵轴承 在透平膨胀机中，一般采用滑动轴承。轴承与转轴之间的径向间隙要适当，过大使轴承旋转产生震动，润滑油膜分布不均匀，间隙过小，会导致轴温超过允许值。 ⑶密封 密封一般分为内密封和轴密封。内密封为设在透平膨胀机内部的防止或减少介质在流动过程中产生内泄漏的密封。在工作轮背面，低温气体会沿轴间向外泄漏，减少了透平膨胀机的制冷量；另外，由于冷量的泄漏还会导致轴承润滑油的固化，造成事故，因此需要设置可靠的轴密封。 ⑷喷嘴环 喷嘴环各流道是膨胀机进行能量转换的主要部件。对于反动式透平膨胀机，约有 50％的比焓降在喷嘴内完成。 4.1润滑系统
制冷压缩机的工作原理结构
制冷压缩机的工作原理及结构 第一节螺杆式制冷压缩机的工作原理 1、螺杆式制冷压缩机的特点 与活塞压缩机的往复容积式不同，螺杆式压缩机是一种回转容积式压缩机。与活塞压缩机相比，螺杆式制冷压缩机有以下优点： a.体积小重量轻，结构简单，零部件少，只相当于活塞压缩机的1/3～1/2； b.转速高，单机制冷量大； c.易损件少，使用维护方便； d.运转平稳，振动小； e.单级压比大，可以在较低蒸发温度下使用； f. g.对湿行程不敏感； h. 制冷量可以在10%～ 100%之间无级调节； i.操作方便，便于实现自动控制； j.体积小，便于实现机组化。 缺点： 转子、机体等部件加工精度要求高，装配要求比较严格；
油路系统及辅助设备比较复杂；因为转速高，所以噪声比较大。2、螺杆式制冷压缩机工作原理 双螺杆（压缩机）是由一对相互啮合、旋向相反的阴、阳转子，阴转子为凹型，阳转子为凸型。随着转子按照一定的传动比旋转，转子基元容积由于阴阳转子相继侵入而发生改变。侵入段（啮合线）向排气端推移，于是封闭在沟槽内的气体容积逐渐缩小，压力逐渐升高，压力升高到一定值（或者说转子旋转到一定位置）时，齿槽（密闭容积）与排气孔相通，高压气体排出压缩机，进入油分离器。吸气、压缩、排气过程见示意图。 3、内压比与螺杆压缩机经济性的关系 螺杆压缩机是没有气阀的容积型回转式压缩机，吸、排气孔的打开和关闭完全为几何结构决定的，即吸气终了的体积和压缩结束时的体积是固定的，即内容积比是固定的。而活塞压缩机的吸、排气阀片的打开是由吸、排气腔的压力决定的。 内容积比：Vi=VS/Vd VS—吸气终了时的容积，Vd—压缩终了时的容积 内压力比：Za = Pd / P0 Pd—压缩终了压力，P0—吸入压力 可见，内压比是由内容积比决定的。所以，压缩终了压力Pd是由吸气压力和内容积比决定的。 外压力比：Zy = Py / P0 Py—排气背压力，或者说冷凝压力