第三節　透平膨脹機維護保養

（1）透平膨脹機制冷的基本原理　在透平膨脹機中，具有一定壓力的氣體進入膨脹機的蝸殼后，被分配到導流器，導流器上裝有噴嘴葉片。氣體在噴嘴中，將內部的能量轉換成流動的動能，使壓力下降，焓值降低，并獲得很高的速度。當高速氣流沖擊到工作葉輪的葉片時，推動葉輪旋轉，將動能轉換為機械能通過轉子軸帶動制動風機對外輸出功。

從氣體流經透平膨脹機的整個過程來看，氣體壓力降低是一個膨脹過程，同時對外輸出了功。輸出外功是靠消耗了氣體內部的能量，反映在溫度降低，焓值減少，即從氣體內部取走了一部分能量，也就是通常所說的制得冷量。

（2）透平膨脹機性能參數及冷量調節

①膨脹機進口壓力2.0MPa；膨脹機出口壓力0.55MPa；轉速107000r/min；軸承氣壓力0.6MPa以上；

密封氣壓力>0.554MPa。膨脹機在運行時，排氣溫度不能低于-172℃，以免產生液體損壞設備。

②空分設備在運轉過程中，由于某些原因，對冷量的要求常常發生變化。因此制冷的調節，以適應不同工況下對冷量的要求，從而保證空分設備的穩定運行。

風機制動的透平膨脹機，一般采用機前調節法，即關小機前的調節閥，降低膨脹機前的工作壓力，使膨脹機中膨脹壓降減小，單位制冷量減少，同時使膨脹量也減少。這種調節法能改變膨脹氣體的質量一般叫質量調節。并且這種調節方法比較簡單，工作可靠，操作方便。對風機制動的膨脹機來說，由于轉速可以通過改變閥門開度進行調節，在制冷量減少時，仍可將轉速調至最佳的轉速。所以這種調節法對膨脹機的效率影響較小。因為當機前壓力降低時，導流器出口的氣流速度也減小，要保證氣流順著葉片方向流入葉輪，不產生沖擊損失，也要適當地降低葉輪旋轉的速度。因此，此時的最佳轉速也就降低一些。

（3）透平膨脹機的結構　透平膨脹機主要由氣流部分、制動部分、支承部分、密封部分、機身部分以及測速等部分組成。

①蝸殼：主要作用是將氣體均勻地分配給導流器及工作輪進行能量交換，蝸殼流道截面為圓形。

②導流器：亦稱噴嘴，它是使工作氣體進入工作輪時具有一定動量矩的零件。導流器為整體固定葉片式，其上有23個噴嘴。

③工作輪：它的作用是將氣流繼續膨脹，并將膨脹產生的外功通過軸傳遞出去，工作輪為半開經軸流式，上有23個噴嘴。

④擴壓器：它的作用是回收工作輪出口的動能，減少速度損失。

⑤風機輪：主要作用是吸收空氣傳給工作輪的能量，限制主軸的轉速，其上有12道直葉片。

⑥主軸：它的兩端裝有工作輪和風機輪，并有壓緊輪用的螺母。它靠空氣軸承支承，能在高速下穩定地運轉。

⑦軸承：它是決定透平膨脹機能否穩定運轉的關鍵零件之一，對機器的性能起著決定性的作用。軸承是以氣體潤滑，軸承與軸頸之間的間隙很小，不允許有油水及機械雜質混入，否則將會影響使用效果，以致引起卡機的嚴重事故。

⑧測速頭：它安裝在風機端蓋內側，主要零件是繞有線圈的磁鋼。它能通過風機螺母上的扁方旋轉切割磁力線，把主軸的旋轉信號轉變成電信號，傳送至二次儀表，顯示出主軸轉速數值。

⑨機身：透平膨脹機的機身主要是指外筒體，它連接各主要部件，它用不銹鋼制成，在正常的使用中不會生銹。

（4）檢修內容

①按設備說明書確定轉子和軸封的間隙。

②轉子和徑向軸承的間隙，轉子和止推軸承的間隙。

③轉子動平衡達到汽輪機剛性轉子動平衡標準。

④對于新安裝的軸密封必須進行跑合，操持密封氣的供應，打開噴嘴葉片，完全依靠透平進口閥門來控制轉速，逐漸開啟該閥，使透平按工作轉速的20%、35%、60%、80%的擋進行升速，每擋運轉10min，然后停止10min，以使運轉時發熱的石墨密封冷卻下來，最后再次啟動透平升速至工作轉速，運轉10min跑合即告結束。

⑤為了控制氣體的泄漏，必須向軸封中通入密封氣體，其壓力要根據間隙壓力的大小來控制，調整時應使密封氣壓力比間隙壓力高30kPa左右，以防止軸封中發生竄流。

（5）試車與驗收

①試車前的準備工作　大、中修由機動部門負責進行試車、驗收工作。

檢修項目全部完成，檢修質量達到規程的質量要求。編寫試車方案。儀表聯鎖系統調試合格。油、水、氣系統暢通、無泄漏。撥動聯軸器，檢查葉輪轉動是否靈活，有無摩擦碰撞。檢查各部件聯接是否良好，有無松動。手動盤車一周以上，運轉靈活無異聲及阻滯現象。

②試車　按試車方案進行試車，投入指揮試車。

空運轉試車20～30min，要檢查設備運轉情況，如發現有撞擊或摩擦聲應立即停車檢查，消除缺陷，并排除故障。

空運轉試車合格后，開始逐漸加負荷試車，試車中如發現問題應立即停車消除，然后再試車，且不得超載運行，也不得滿載時突然停車，試車要達到規定時間和要求。

③驗收　投產12h后，達到規程規定的完好標準即可辦驗收手續。

竣工驗收必須交出的技術資料：檢修記錄;試車記錄;檢驗技術文件。

④維護檢修安全規定　檢修前必須辦理設備安全交出證明書，檢修部位隔絕、置換合格，膨脹機的交出檢修要加好盲板，防止拆裝過程中反轉燒瓦。

檢修必須切斷電源。

試壓消漏時，不準帶壓緊固螺栓。

檢修中使用的防護用品及工具不得沾染油污。