第三节　透平膨胀机维护保养

（1）透平膨胀机制冷的基本原理　在透平膨胀机中，具有一定压力的气体进入膨胀机的蜗壳后，被分配到导流器，导流器上装有喷嘴叶片。气体在喷嘴中，将内部的能量转换成流动的动能，使压力下降，焓值降低，并获得很高的速度。当高速气流冲击到工作叶轮的叶片时，推动叶轮旋转，将动能转换为机械能通过转子轴带动制动风机对外输出功。

从气体流经透平膨胀机的整个过程来看，气体压力降低是一个膨胀过程，同时对外输出了功。输出外功是靠消耗了气体内部的能量，反映在温度降低，焓值减少，即从气体内部取走了一部分能量，也就是通常所说的制得冷量。

（2）透平膨胀机性能参数及冷量调节

①膨胀机进口压力2.0MPa；膨胀机出口压力0.55MPa；转速107000r/min；轴承气压力0.6MPa以上；

密封气压力>0.554MPa。膨胀机在运行时，排气温度不能低于-172℃，以免产生液体损坏设备。

②空分设备在运转过程中，由于某些原因，对冷量的要求常常发生变化。因此制冷的调节，以适应不同工况下对冷量的要求，从而保证空分设备的稳定运行。

风机制动的透平膨胀机，一般采用机前调节法，即关小机前的调节阀，降低膨胀机前的工作压力，使膨胀机中膨胀压降减小，单位制冷量减少，同时使膨胀量也减少。这种调节法能改变膨胀气体的质量一般叫质量调节。并且这种调节方法比较简单，工作可靠，操作方便。对风机制动的膨胀机来说，由于转速可以通过改变阀门开度进行调节，在制冷量减少时，仍可将转速调至最佳的转速。所以这种调节法对膨胀机的效率影响较小。因为当机前压力降低时，导流器出口的气流速度也减小，要保证气流顺着叶片方向流入叶轮，不产生冲击损失，也要适当地降低叶轮旋转的速度。因此，此时的最佳转速也就降低一些。

（3）透平膨胀机的结构　透平膨胀机主要由气流部分、制动部分、支承部分、密封部分、机身部分以及测速等部分组成。

①蜗壳：主要作用是将气体均匀地分配给导流器及工作轮进行能量交换，蜗壳流道截面为圆形。

②导流器：亦称喷嘴，它是使工作气体进入工作轮时具有一定动量矩的零件。导流器为整体固定叶片式，其上有23个喷嘴。

③工作轮：它的作用是将气流继续膨胀，并将膨胀产生的外功通过轴传递出去，工作轮为半开经轴流式，上有23个喷嘴。

④扩压器：它的作用是回收工作轮出口的动能，减少速度损失。

⑤风机轮：主要作用是吸收空气传给工作轮的能量，限制主轴的转速，其上有12道直叶片。

⑥主轴：它的两端装有工作轮和风机轮，并有压紧轮用的螺母。它靠空气轴承支承，能在高速下稳定地运转。

⑦轴承：它是决定透平膨胀机能否稳定运转的关键零件之一，对机器的性能起着决定性的作用。轴承是以气体润滑，轴承与轴颈之间的间隙很小，不允许有油水及机械杂质混入，否则将会影响使用效果，以致引起卡机的严重事故。

⑧测速头：它安装在风机端盖内侧，主要零件是绕有线圈的磁钢。它能通过风机螺母上的扁方旋转切割磁力线，把主轴的旋转信号转变成电信号，传送至二次仪表，显示出主轴转速数值。

⑨机身：透平膨胀机的机身主要是指外筒体，它连接各主要部件，它用不锈钢制成，在正常的使用中不会生锈。

（4）检修内容

①按设备说明书确定转子和轴封的间隙。

②转子和径向轴承的间隙，转子和止推轴承的间隙。

③转子动平衡达到汽轮机刚性转子动平衡标准。

④对于新安装的轴密封必须进行跑合，操持密封气的供应，打开喷嘴叶片，完全依靠透平进口阀门来控制转速，逐渐开启该阀，使透平按工作转速的20%、35%、60%、80%的挡进行升速，每挡运转10min，然后停止10min，以使运转时发热的石墨密封冷却下来，最后再次启动透平升速至工作转速，运转10min跑合即告结束。

⑤为了控制气体的泄漏，必须向轴封中通入密封气体，其压力要根据间隙压力的大小来控制，调整时应使密封气压力比间隙压力高30kPa左右，以防止轴封中发生窜流。

（5）试车与验收

①试车前的准备工作　大、中修由机动部门负责进行试车、验收工作。

检修项目全部完成，检修质量达到规程的质量要求。编写试车方案。仪表联锁系统调试合格。油、水、气系统畅通、无泄漏。拨动联轴器，检查叶轮转动是否灵活，有无摩擦碰撞。检查各部件联接是否良好，有无松动。手动盘车一周以上，运转灵活无异声及阻滞现象。

②试车　按试车方案进行试车，投入指挥试车。

空运转试车20～30min，要检查设备运转情况，如发现有撞击或摩擦声应立即停车检查，消除缺陷，并排除故障。

空运转试车合格后，开始逐渐加负荷试车，试车中如发现问题应立即停车消除，然后再试车，且不得超载运行，也不得满载时突然停车，试车要达到规定时间和要求。

③验收　投产12h后，达到规程规定的完好标准即可办验收手续。

竣工验收必须交出的技术资料：检修记录;试车记录;检验技术文件。

④维护检修安全规定　检修前必须办理设备安全交出证明书，检修部位隔绝、置换合格，膨胀机的交出检修要加好盲板，防止拆装过程中反转烧瓦。

检修必须切断电源。

试压消漏时，不准带压紧固螺栓。

检修中使用的防护用品及工具不得沾染油污。