内容发布更新时间 : 2025/1/8 2:08:04星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

透平膨胀机

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

概述；

透平膨胀机组组成； 透平膨胀机本体组成； 透平膨胀机基本理论；

透平膨胀机各部分的详细结构分析；（通流部分，机体，制动端） 辅助设备：电、仪、控；

透平膨胀机操作及常见故障分析；

一、 概述

1、 两个概念

（1）焓：h?U?PV

U：内能是动能和位能之和，动能：分子运动；位能：工质分子间的相互作

用力；

P：工质压力； V：质量体积；

PV：表示工质做功的能力；

工质从一种状态到另一种状态：?h?h1?h2。

（2）熵：衡量两种状态可逆程度（理解性）； P1,V1,T1?P2,V2,T2

熵不变化：可逆程度100%； 熵增加：越大，可逆程度越低；

对膨胀机来说熵增小，则说明膨胀机的膨胀效率高； 熵只有不变或增加，不会变小，即熵增原理； 透平：靠旋转作功的一类机械； 2、 工作原理

绝热等熵过程如下图：

工质从P1,T1?P2,T2，T1?T2

①低温工质温度下降50~70℃，焓降：?h?h1?h2 ②对外作功：?h转化为动能，增压机或风机的动能；

进口出口

3、 膨胀过程与压缩过程

两个过程是互逆过程； 膨胀过程：

工质：压力降低，焓值降低，温度降低，对外输出功；

压缩过程：

工质：压力增加，焓值增加，温度升高，需要外功；

4、应用领域

两种作用的利用：①低温工质：空气分离，液化装置，航空领域；

②回收功：（增压轮，电机发电）高炉气（煤气透平发电），石化；

制冷循环：两个等压换热过程，一个等温压缩过程，一个等熵膨胀过程；如下图： 1~2：等温压缩 2~3：等压换热 3~4：等温膨胀 4~1：等压换热 如右图：

2~6，3~5 是等焓线

透平膨胀机在空分中的应用：

空分中冷量主要来自膨胀机，其他冷量来自节流； 低压流程：90%以上的冷量来自膨胀机； 中压流程：80%以上的冷量来自膨胀机； 高压流程：84%以上的冷量来自膨胀机； 透平膨胀机的特点：

①转速高：3~4万转/分，有的气体轴承膨胀机可达70万转/分； ②体积小：表面积小；

③效率高：国产：85%~87%，国外：90%以上；

④无机械接触：一般轴外径小于轴承内径10~15微米。

油轴承：油站：提供油润滑；油强制循环带走摩擦热及细小金属屑； 气体轴承：在轴承上打一些孔，通上氮气或空气；

摩擦力小，但气膜承载能力小，稳定性差，加工要求特别高； 磁悬浮轴承：

5、活塞式膨胀机

流程：高压气体——汽缸——膨胀作功——活塞——输出功； 适合特点：①高压小流量；

②作功不连续； ③阻力损失大； ④机械摩擦效率低；

⑤活塞环更换频繁； 6、透平膨胀机分类 ①按工作原理分： ②按制动方式分：

风机制动：气量不大的场合使用； 油制动器制动：通过改变油压、油量； 增压机制动： 电机制动： 7、透平膨胀机组

（1）透平膨胀机体（一台）；

（2）冷箱：膨胀机本体自带的小冷箱； （3）油站：

（4）膨胀机前的过滤器： （5）增压机前的过滤器：（若制动风机制动，风机有消音器）

8、透平膨胀机流程

（1）工质气体气路：膨胀端：进口管细，出口管粗；