PLPK-525 3.4-4.75型增压透平膨胀机组使用维护说明书.docx

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1、PLPK-525/3.4-4.75型增压透平膨胀机组使用维护说明书1.概述本机组工质先经增压机增压，冷却后再进入膨胀机进行绝热膨胀降温产生空分装置所需的冷量，与此同时产生的机械功又为增压机所吸收。本机组所用的工质应为经净化处理后的干燥、纯净(不含水分、粉尘、金属杂质等)的空气。2.技术参数2.1增压机：工质：空气气量：Nm3Zh(,0.101325MPa)31500进口压力：MPa(A)2.69出口压力：MPa(A)3.9进口温度：K3132.2膨胀机：工质：空气气量：Nm3h(,O.lO1325MPa)31500进口压力：MPa(A)3.8出口压力：MPa(A)0.575进口温度：K165转

2、速：r/min25200绝热效率：,86%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MPa0.4-0.70.50.6轴承油压低于MPa0.35膨胀机不能启动轴承油压低于MPa0.3自动全开回流阀膨胀机密封气与喷嘴压差MPa0.050.05滤油器最大阻力MPa0.10.1轴承进油温度25-40轴承温度高于70轴承温度高于75FCV7501回流阀全开密封气供气压力MPa1.6（膨胀机端）;2.6（增压机端）1.6（膨胀机端）；2.6（增压机端）工0.2为油泵启动条件转速高于r/min27700自动全开回流阀转速高于r/min28980FCV7501回流阀全开增压机进口流量控制Nm3h

3、31500FCV7501自动调节增压机进口流量低于Nm3h22900FCV7501自动调节开大说明：轴承油压可根据实际情况进行适当调整3 .机组简介机组由带底架的增压透平膨胀机主机、供油装置、增压机后冷却器等组成如PTIl47.00000所示。底架须用地脚螺钉将其固定在混凝土基础上，必须防止周围的振动和冲击传给本机组，安装各进、出口管道时应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和润滑油等由用户自备。3.1 透平膨胀机：工质气体由进口管进入筒形蜗壳，经可调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，

4、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，阀杆总行程约为40毫米，阀杆下移使喷嘴通道开大，上移则关小。3.1.1 透平蜗壳：该蜗壳为不锈钢板焊接结构,固定在机身上,通过机身与底座相连,蜗壳内容纳有喷嘴和膨胀机叶轮。3.1.2 转子:主轴二端分别装有膨胀机叶轮和增压机叶轮,为一刚性转子，转子套装在轴承上，而轴承固定在机身上。3.1.3 轴承：前、后轴承均为四油楔径向推力复合式轴承,由油泵供给清洁而充足的润滑油,使转子能长期稳定运转,采用粕电阻温度计测量轴承温度。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

5、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。增压机旁的密封套内除启动时需充入0.5MPa压力的密封气（仪表空气）外，正常运转时可不供密封气。3.2 增压机：增压机由进气室、叶轮、无叶扩压器、蜗壳组成，其叶轮与膨胀机叶轮同置于主轴上，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，随后被汇集入蜗壳排出机外，再经冷却降温后进入膨胀机。进入增压机的气量可通过进口阀的开度变化来调节一即节流调节。3.3 供油系统：（型号

6、：PY09C.00000）该供油系统由单独的系统组成，主要包括油箱、三螺杆油泵、油冷却器、囊式蓄能器等。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、系统的清洁保养请参阅PY09C使用维护说明书。3.4 紧急切断阀：在膨胀机进口处设置一只紧急切断阀，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

7、增压机回流阀（FCV7501）自动全开。3.5 增压机回流阀（FCV7501）:设置该阀有以下三个用途：3.5.1 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。3.5.2 防喘振：增压机在一定的转速下，当进口流量小于一定数值时，机器会发生喘振，此时压力会大幅度波动，并发出强烈的“喘气”声响和振动，将引起机器的损坏，为防止这种情况出现，该阀在进口流量小到一定数值时会自动增大阀的开度。所给定的防喘振流量是根据增压机的进口压力、进口温度、转速均为额定值的条件下给定的。当这些条件不同时，对防喘振流量值

8、应予以修正。3.5.3 开大回流阀，可增加增压机的负荷，使膨胀机减速。4 .操作说明4.1 开车前的准备：4.1.1 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；4.1.2 按供油装置使用维护说明书要求清洗油路，并给油箱充油并达到正常油面；4.1.3 膨胀机和增压机各进出口管中设置的阀门和过滤器是否安装正确；4.1.4 滤油器是否清洁；4.1.5 各仪、电控线路与装置是否正确联接；4.1.6 各阀门是否在正确的“开”，“关”位置上；4.1.7 密封气连接是否正确；4.1.8 检查喷嘴执行机构的正确性（阀杆向下移喷嘴通道开大）；4.1.9 检查紧急切断阀工作的正确性（从全开到全关

9、应在1秒钟内）；4.2 膨胀机启动：4.2.1 启动前的检查：4.2.1.1 油箱液面指示正常；4.2.1.2 加温气体阀门关闭；1.1.1.1 嘴叶片关闭；4.2.1.4 紧急切断阀关闭；4.2.1.5 膨胀机进出口阀门关闭；4.2.1.6 油箱油温：如低于20C应开加热器加热之；4.2.1.7 轴承温度：无论哪个轴承温度只要低于20,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。4.2.1.8 滤油器清洁,供油系统工作正常；4.2.1.9 增压机回流阀全开（为膨胀机启动条件）；4.2.2膨胀机启动步骤：4.2.2.1 接通密封气，其压力应20.2MP

10、a4.2.2.2 接通仪电控电源；1.1.1.1 动油泵；4.2.2.4 对油冷却器通入冷却水（如油温低，可暂缓通水）；4.2.2.5 全开膨胀机出口阀门；4.2.2.6 全开膨胀机进口阀门；4.2.2.7 逐渐打开紧急切断阀，透平膨胀机开始运转，注意使其转速很快达到13000-16000rmin（正常运转中应尽量避免在13000rmin以下低速运行）。4.2.2.8 切断阀全开后，逐渐打开喷嘴调节阀，并逐渐关小增压机回流阀,直到达到额定工况；4.2.2.9 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调节转速，直至达到设计工况为止。4.2.2.10 启动期间要随时

11、检查轴承温度、喷嘴出口压力及机组运行情况是否正常。4.2.2.11 启动期间,短暂打开机器和仪表管线的吹除阀,然后关紧。4.3运转中的检视：4.3.1 每2小时察看并记录下列各项数据：1.1.1.1 机进出口温度、增压机进出口温度；1.1.1.2 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；1.1.1.3 轴承温度；1.1.1.4 轴承供油压力、油温；1.1.1.5 密封气压力。4.3.2每天察看：4.3.2.1 油箱油面；1.1.1 所有管道的严密性；4.3.3 紧急切断阀应定期检查，一般每3个月1次,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

12、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。4.3.4 每2月至少一次：4.3.4.1 检查油的润滑性能（外观、粘度、成份、流动性、闪点等）；43.4.2 检查油过滤器的清洁度。43.4.3 年应对膨胀机彻底检查,并更换所有磨损件。43.4.4 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，可能有以下原因

13、：43.4.4.1 际运行参数偏离设计值；43.4.4.2 装不正确；436.3 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C02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。436.4 机组停车：436.4.1 步骤：436.4.1.1 增压机回流阀；436.4.1.2 急切断阀；1.1.1.1 喷嘴叶片；4.4.1.4 关膨胀机进口阀、出口阀；4.4.1.5 关增压机出口阀、进口阀；4.4.2停车后处理：4.4.2.1 临时停车，应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。4

14、.4.2.2 长期停车，则要求对膨胀机进行加温解冻，操作如下：4.4.2.2.1 保持密封气和润滑油供应，保持仪电控系统为工作状态；4.4.2.2.2 开紧急切断阀；1.1.1.1.1 开喷嘴叶片；4.4.2.2.4 打开膨胀机上所有吹除阀；4.4.2.2.5 检查膨胀机的进出口阀是否关严；4.4.2.2.6 打开加温气体阀加温膨胀机，使流经膨胀机的加温气体的流向与工作介质的正常流向相反，且温度不超过60C,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-4004.4.2.2.7 关闭各吹除阀；4.4.2.2.8 加温，关加温气体阀；4.4.2.2.9 关紧急切断阀；4.4

15、.2.2.10 关喷嘴叶片；4.4.2.2.11 停止润滑油供应；4.4.2.2.12 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，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在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。5 .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、蜗壳、紧急切断阀及喷嘴调节机构一般是不需拆卸的，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

16、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），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，当心不要碰伤膨胀机叶轮，之后整台膨胀机就可放到清洁的工作台上进一步拆卸。膨胀机转子的进一步拆卸:从轴上拆下膨胀机叶轮,接着再拆卸轴密封及测速传感接头。随后拆下增压机蜗壳，卸下增压机叶轮之压紧螺母（该螺母是左旋螺纹），卸下增压机叶轮和后密封套，将一端轴承的紧固螺栓卸下，然后将主轴连同轴承一起取出来，再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，主要装配间隙见第8条。在进行

17、拆装时应注意以下事项：5.1 拆卸时各主要件应做好对应标记，复装时按标记进行；5.2 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；5.3 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（参照图PTl147.10200）；5.4 必须按膨胀机结合部图要求通过检查调整喷嘴环和轴密封套之间的垫片，使喷嘴叶片与叶轮进口叶片的中点对齐；5.5 在装配时，必须保证测速头与轴表面距离为0.7L5毫米之间；5.6 如有必要需拆装可调喷嘴及其传动机构时，可参照图PTl147.IOOOOJyTl147.1O1OOJ3T1147.10

18、300等进行。6 .维护说明6.1 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，但如气体中含有较多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。6.2 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）。6.3 膨胀机与增压机密封盖易遭轻微磨损

19、，这将导致效率下降,如果密封盖发生明显磨损就必须更换，其装配间隙见图。6.4 轴密封套：前后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，规定密封套的半径间隙W0.05mm,当增大到Slmm就应予以调换。6.5 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允许进行任何修刮，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。6.6 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

20、叶轮还是增压机叶轮需要更换时，必须将更换了零件的转子重新作好动平衡方可使用。6.7 供油装置的使用、维护、检修均按其使用说明书及有关图纸要求进行。7 .故障及处理以下列举常见的主要故障及其产生原因，以便针对这些原因进行相应的处理：7.1 轴承温度太高：7.1.1 润滑油供应不足；7.1.2 油路不清洁（油过滤器堵塞）；7.1.3 旋转部件不平衡；7.1.4 轴承磨损7.2 前轴承温度太低：其危害性是，温度太低会使轴承间隙太小而影响正常运行,严重时还会引起润滑油固化，其原因有：7.2.1 轴密封间隙太大；7.2.2 轴密封漏泄气排气腔压力太高；7.2.3 停车时装置冷气体的串流。7.2.4 密封

21、气压力偏低7.3 膨胀机进口带液：出现这种情况时,容易打坏喷嘴叶片和叶轮,同时由于这时叶轮起了“泵”的作用,会使喷嘴出口压力增高，加重止推轴承的负荷,可能引起轴承等零件的损坏。7.4 固体的颗粒进入膨胀机：此时也会打坏喷嘴叶片和叶轮,因此就要检查机前过滤器的工作情况是否良好。7.5 出现下列情况应立即按电纽，切断三通电磁阀电源，紧急关闭膨胀机进口阀，并使增压机回流阀自动全开，机组停止运转。7.5.1 出现极不正常的记录；7.5.2 有不寻常的震动和声响；7.5.3 突然散发大量烟雾。8 .装配间隙表：尺寸mm间隙mmAH505O11OabCdefghO.05O.07O.05O.07OO.04O0.040.180.250.30.40.17-0.220.71.5前轴承径向间隙后轴承径向间隙前密封套径向间隙后密封套径向间隙膨胀机轮盖迷宫密封间隙增压机叶轮与轮盖密封间隙止推轴承轴向总间隙转速传感器与转子外圆间隙注：所有径向间隙均为孔与外圆间的总间隙（增压机与轮盖密封间隙除外）