开封透平膨胀机组使用说明书

开封透平膨胀机组使用说明书 PLPK 433 24 7 4 6 型 6888 SM 15000 空分装置 开封空分集团有限公司 2003 年 8 月 0 目录 1 概述 2 技术参数 设计工况 3 机组简介 4 操作说明 5 拆装说明 6 维护说明 7 主要故障及处理 8 装配间隙表 1 概述 PLPK 433 24 7 4 6 型透平膨胀机组是为气体分离装置配套的机组之一 利用空气膨 胀产生的冷量 满足气体分离装置对冷量的需要以及补偿装置中的冷量损失 机组由透平 膨胀机 油站 底座 冷箱 部分油 水 气管路等组成 膨胀机为增压型透平膨胀机 透平膨胀机所产生的膨胀功由主轴另一端的增压叶轮所吸收利用 使增压端气体的出口压 力升高 进入透平膨胀机的工质气体应为不含有机械杂志的干净气体 2 技术参数 2 1 型号 PLPK 433 24 7 4 6 型 2 2 型式 膨胀机 卧式 单级 向心 径一轴流反作用式 增压端 单级 离心式 2 3 主要参数 名称单位膨胀端增压端 气量 Nm3 h2600026000 进气压力MPa 绝压 2 57 1 89 排气压力MPa 绝压 0 56 2 6 进气温度 108 40 绝热效率 83 79 介质空气空气 调节方式可调喷嘴 转速 r min2400024000 2 4 主机重量 3660kg 2 5 主机外形尺寸 长 宽 高 2830mm 1710mm 2410mm 2 6 仪控整定值 项目单位整定值操作值报 警 连 锁 备注 轴承油压MPa0 25 0 18 轴承油压低MPa0 18 作为启动条件 轴承油压低MPa0 14 全关进口紧急切断阀 膨胀机密封气与 喷嘴后压力差 MPa0 20 2 油过滤器最大阻力MPa0 040 04 轴承进油温度 3735 45 轴承温度高 70 轴承温度高于 75 全关进口紧急切断阀 密封气供气压力MPa1 25 1 51 25 1 5 转速高R min26000 转速高R min28000 全关进口紧急切断阀 3 机组简介 透平膨胀机组有以下主要部分组成 1 带保冷箱及底架的增压透平膨胀机即主机一台 2 油站一台 主机和油站组装为一整体 用地脚螺栓将其固定在混凝土基础上 必须防止周围的 振动和冲击传给机组 安装主机进出气管道时 必须避免管道重量和明显的安装应力附加 在主机上 本机组所需绝热材料及润滑油用户自备 3 1 透平膨胀机 透平膨胀机为卧式 单级 向心 径一轴流反作用式 其中一端为膨胀端 另一端为增压 端 工作介质由膨胀机进口管进入膨胀机蜗壳 经可调喷嘴叶片通道进入膨胀机叶轮轮做 功后 再经扩压室从出口管排出 机身为铸铁件 它支承转子连接两端蜗壳 膨胀蜗壳为铸铜结构 直接固定在底架上 蜗壳内安装有膨胀叶轮 可调喷嘴等 转子支承在机身上 其一端为膨胀叶轮 另一端为增压叶轮 膨胀叶轮和增压叶轮均 为三元闭式叶轮 轴承为三油叶径向止推轴承 只有安装正确并提供清洁而充足的润滑油 才能保证转 子良好运转 轴承排油经回油管流回油箱 轴承温度由铠装铂电阻温度计测量 为防止膨 胀叶轮膨胀前的气体和增压叶轮增压后的气体泄漏 在膨胀叶轮和增压叶轮的轮盖上设置 了迷宫密封 在靠近两叶轮的轴上也各设置一迷宫密封 使的工质气体外漏量控制在最小的范围内 膨胀端的密封内充有常温密封气 干燥空气或氮气 以防止膨胀机内低温气体外泄漏 密 封气体压力和喷嘴后气体压力之间的压差为 0 05MPa 左右 由减压阀来控制 增压端的密 封在启动时 可随膨胀端一起充入密封气 在正常运转时可不供密封气 3 2 增压端 工质气体轴向进入增压叶轮 在其内加速增压 进入扩压器减速后进一步增压 在蜗 壳内汇集排出 增压叶轮和膨胀叶轮装在同一根轴上组成转子 二者转速相同 由膨胀叶轮发出的机 械功驱动转子转动 将机械功传给增压叶轮 3 3 润滑系统 透平膨胀机轴承由润滑系统强制供油润滑 润滑系统由油站 输油管等组成 油站由油 箱 一台油泵 一台油冷却器 一台油过滤器 一台囊式蓄能器 油分离器 阀门 管道 等组装在一起 形成一个完整的供油装置 油箱由箱体焊接在底座上形成 其容积为 0 65m3 油箱上部安装一台型号为 CDB 63YZL 型 摆线齿轮油泵 其流量为 40L min 额定排出压力为 0 6 MPa 电机转速为 940r min 电机型号 为 Y112M 6 功率为 2 2 KW 油冷却器为卧式壳管式冷却器 主要由筒体 水盖 冷却器芯子等组成 管子和管板胀 管联接 油在管外流动 水在管内流动 冷却油量 40L min 冷却面积 3m3 耗水量 3 5t h 在油冷却器水盖和筒体上设有放气 放水 放油丝堵 油过滤器过滤油量 150L min 过滤限度 10 压力降小于 0 04MPa 两个过滤器体有三 通旋塞连接 可以切断其中任意一个 以便清洗和更换芯子 油箱内装有型号 GYY4 220 5 的电加热器 电压为 220V 功率为 5KW 当油温低于 15 时 必须用电加热器对润滑油加热 润滑油自油箱由油泵吸入 经油冷却器和切换时滤油器后送至各润滑点 再经油管返 回油箱 囊式蓄能器在油泵启动时自行充油 用于保证油压降低联锁停车时必须的润滑 由于透平膨胀机是强制润滑的 转速很高 因此油泵不工作时 透平膨胀机绝对不允 许使用 当电源及油站发生故障时 透平膨胀机必须立即停车 此时将由囊式蓄能器供油 一分钟左右 保证透平膨胀机惰转时润滑用油 油箱应注入 GB11120 89 规定的 32 号汽轮机油 正常运行过程中 约一年更换一次润 滑油 若油的特性经检查确认良好时可延长使用 3 4 膨胀机调节及安全装置 膨胀机流量调节是通过气动薄膜执行机构带动喷嘴调节机构的喷嘴叶片转动 从而改 变流道截面积使流量改变的 执行机构阀杆行程反映了喷嘴流道截面积的变化 执行机构 向上截面积变大 流量变大 反之截面积变小 流量变小 增压端的回流阀可对增压端的出口压力和转速进行调节 透平膨胀机进口处有一遥控薄膜调节阀 当发生事故时 可作为紧急切断阀 由总控 制室进行操作 通过操纵三通电磁阀使遥控薄膜调节阀在 3 秒钟内关闭 切断膨胀机气源 使其停止运转 在下列情况时 三通电磁阀电源切断 气动薄膜下侧的空气通过快速泄气阀泄之大气 于是在弹簧力的作用下 使阀门快速关闭 1 油泵电源断电 2 润滑油压力 0 14 Mpa 3 轴承温度超过 75 4 转速超过 28000r min 4 操作说明 4 1 开车前的准备 4 1 1 检查膨胀机组内部并保证清洁 将机组外部清理干净 清洗油路系统管道 4 1 2 给油箱注 GB11120 89 规定的 32 号汽轮机油并达到正常油面 油量约为 500 升 注 油时需经 150 目滤网过滤 4 1 3 检查膨胀机和增压机各进口管设置的过滤器按装是否正确 4 1 4 油过滤器是否清洁 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行程是否灵活 动作是否正确 拉杆上移 喷嘴流通截面面积 变大 4 1 9 检查紧急切断阀工作是否灵活 正确 做遥控薄膜调节阀手动遥控试验及关闭试验 关闭时间自全开位置算起在 3 秒钟以内 4 1 10 对油路系统进行循环清洗 此时将油从膨胀机进油口引入回油管 以避免异物进入 膨胀机内 时间约为 8 小时 循环结束后 清洗用油须尽量排净 再给油箱注 4 1 2 中规 定的润滑油约 400 升 注油时仍需经 150 目滤网过滤 并检查油过滤器是否清洁 将进油 回油管路和膨胀机连接好 重新启动油泵进行清洗 清洗时需同时向膨胀机通密封气 由 于油过滤器内重新充满油引起油面降低时 则需补充润滑油 4 2 膨胀机开车 4 2 膨胀机组启动 4 2 1 开车前的检查 4 2 1 1 油箱液面指示正确 4 2 1 2 加温气体阀门关闭 4 2 1 3 可调喷嘴叶片关闭 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 低于 15 时用电加热器加热 4 2 1 7 轴承温度 无论哪个轴承温度只要低于 15 都必须通入润滑油加温轴承 注意 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 润滑系统工作正常 4 2 1 9 增压端回流阀全开 为膨胀机启动条件 4 2 2 启动膨胀机 4 2 2 1 接通密封气气源 4 2 2 2 接通仪电控电源 4 2 2 3 启动油泵 4 2 2 4 向油冷却器通入冷却水 油温低时 可暂缓通水 同时向增压端后冷却器通冷却 水 4 2 2 5 开膨胀机出口阀门 4 2 2 6 开膨胀机进口阀门 4 2 2 7 可调喷嘴开度为设计工况的 10 左右 4 2 2 8 全开增压端旁通阀 开紧急切断阀 机器开始运转 很快达到一较小转速 随即逐 渐开大可调喷嘴使转速达到 10000r min 4 2 2 9 再逐渐打开喷嘴调节阀 同时逐渐关小增压端回流阀 直至达到额定工况 注意增 压端回流阀开关速度 同时监视轴承温度和增压端流量大小 避免造成机器的气流不稳定 引起震动 使机器受损 4 2 2 10 启动期间要随时检查轴承温度 喷咀后压力 转速等 整个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 运行中的检视项目如下 4 3 1 每二小时 4 3 1 1 膨胀机进出口温度 增压端进出口温度 4 3 1 2 膨胀机进出口压力及喷嘴后压力 增压端进出口压力 4 3 1 3 轴承温度 4 3 1 4 轴承进口油压 油温 4 3 1 5 密封气压力 4 3 2 每天 4 3 2 1 油箱油面 4 3 2 2 所有管道的密封性 4 3 3 定期 至少每 3 个月 1 次 检查紧急切断阀 检查方法如下 用紧急停车按钮切断电磁阀电源 使电磁阀断电 如果紧急切断阀立即关闭 则其功 能是正常的 随即又按下紧急切断按钮 紧急切断阀又会回复到开启位置 如果这时不能 自动回复到开启位置 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 叶片直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 接着再调整增压端回 流阀达到需要的转速 4 3 4 每 2 月至少一次进行如下检查工作 4 3 4 1 检查油的润滑性能 外观 粘度 成份 流动点 闪点等 4 3 4 2 检查油过滤器的清洁度 4 3 5 每年应对膨胀机彻底检查 并更换所有磨损件 4 3 6 喷咀出口压力的监视 对喷咀出口压力应特别注意 如果测得的喷咀出口压力高于正常值 可能有以下原因 1 实际运行参数偏离设计值 2 安装不正确 3 液体进入喷嘴和叶轮间的空间 为防止喷咀出口压力过高引起机器故障 所以在出现喷嘴出口压力过高时必须查明 原因 及时处理 运行中膨胀机出口温度必须高于 173 左右 防止出现液体 当水或 CO2 冻结在喷嘴表面时将使出口压力和转速下降 流量减少 此时应停车加温解冻 4 4 膨胀机组停车 4 4 1 停止运行 4 4 1 1 关小喷咀叶片开度 4 4 1 2 逐渐全开增压机回流阀 4 4 1 3 逐渐关闭紧急切断阀 4 4 1 4 关闭膨胀机进口阀 4 4 1 5 关闭膨胀机出口阀 4 4 2 停车后处理 4 4 2 1 临时停车 保持密封气和润滑供油 保持仪电控系统为工作状态 准备重新启动 4 4 2 2 长期停车 应对膨胀机进行加温解冻 操作如下 1 保持密封气和润滑油供应 保持仪电控为工作状态 2 打开紧急切断阀 3 打开喷嘴叶片 4 打开膨胀机上所有吹除阀 5 检查膨胀机的进出口阀是否关严 6 打开加温气体阀加温膨胀机 使流经膨胀机的加温气体流向与正常流向相反 且温度不超过 60 加温气体的露点应低于 40 7 关闭各吹除阀 8 停止加温 关闭加温气体阀 9 关紧急切断阀 10 关喷咀叶片 11 停止润滑油供应 12 15 分钟后切断密封气源 注意 膨胀机的进出口阀必须关严 使得加温后增压透平膨胀机在长期停车期间避 免因冷气体漏入而使轴承在下次开车时产生过冷 特别是在分馏塔继续运行的情况下 更须注意 另外还要注意 在通加温气体之前必须先开紧急切断阀和喷嘴叶片 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 所有零部件的特别是轴承 密封 叶轮和 喷咀叶片等都必须特别小心地处理 膨胀机的冷箱 蜗壳 紧急切断阀及喷咀调节机构一般是不拆卸的 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管道 再拆去进出油管 轴承温度计 测速头 密封气管及仪表接 管 而后松开并取出增压端与底架间的紧固螺栓 松开并取出机身与前隔板的紧固螺钉 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 要碰坏膨胀机叶轮 然后整台膨胀机就可放到清洁的工作台上进一步拆卸 将放在工作台 上的 增压端蜗壳及后隔板拆下 再将装在机身上的转子两端的膨胀叶轮和增压叶轮 密封拆下 托住主轴一端将其另一端的轴承取出 膨胀机的装配程序与上述拆卸程序相反 装配时参阅总图 在进行拆装时应注意以下事项 1 拆卸时各主要件应做好对应标记 复装时按标记进行 2 每次安装都应对轴承的止推间隙进行检查 必须保证间隙值在规定值范围内 3 转子更换零件或对转子动平衡有怀疑时 在运转时 根据其声音的变化及机器振 动情况判断其平衡性 必须按转子结合部的要求校正动平衡 4 必须按透平膨胀机总图要求进行调整 使可调喷嘴叶片和膨胀机叶轮的中心对齐 5 注意保护测速传感器测头表面 避免碰撞 保证测量距离 6 注意保护喷嘴叶片两端面 滑动盘的配合面 避免拉毛 划伤 7 如果必须拆装可调喷嘴和喷嘴调节机构 可参阅透平膨胀机总图进行 6 维护说明 6 1 可调喷咀 只要通过的气体是清洁的 即使喷嘴叶片的光泽变暗 也不会影响效率 但如气体中含有较大的即是少量的固体颗粒或二氧化碳产生的液滴时 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 这时就应更换喷咀 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磨蚀 如果磨蚀严重 甚至出现凹坑时应更换工作轮 6 3 膨胀机与增压机叶轮轮盖处的密封是易损件 密封齿的磨损将导致其效率下降 如磨 损严重 就必须更换 6 4 轴密封 轴密封在运行时也会产生轻微磨损 如磨损严重 就应更换 否则会使漏气 损失增