Φ190系列风机制动透平膨胀机简介

　　点，重点叙述了膨胀机风机供油装置的设计。

　　随着石化工艺技术不断进步以及用户要求多样化，空分设备技术和规模也随之不断发展。而透平膨胀机的工作性能直接影响空分设备的整体性能，因此对透平膨胀机的要求也越来越高。海南炼化8000m3/h纯氮设备配套的190系列风机制动透平膨胀机为杭氧首台研制的产品。下面简单介绍一下该系列膨胀机的性能和设计情况。

　　1主要技术参数及流程海南炼化800m3/h纯氮设备配套透平膨胀机主要技术参数见表1.表18000m3/h纯氮设备配套透平膨胀机主要技术参数项目设计值进口压力出口压力膨流量调节范围胀进口温度机出口温度转速等熵效率介质污氮制进口压力动出口压力流量风进口温度机介质空气油气分离器油冷却器油分配器油过滤器冷却器进口，冷却器出口根据上述参数，经过初步计算得出该项目的膨胀机叶轮为190系列。由于该套空分设备为高纯氮设备，膨胀机功率相对较小，不需要能量回收利用。根据这个特点，透平膨胀机系统的流程选择为风机制动形式，其工艺流程图如所示。

　　风机端从大气吸气做功制动膨胀机端，并且在风机进口过滤器处增设了差压报警，用以防止发生膨胀机低负荷运行时飞车；供油装置采用双油泵切换供油，增加了系统供油的可靠性；该流程主要靠喷嘴调节阀及风机出口蝶阀来调节膨胀机的运行工况。

　　2膨胀机设计2.1风机设计由于190系列膨胀机没有采用过风机制动形式，无法做设计，所以风机端要求全新设计。风机作为膨胀机端的功率消耗型制动器，膨胀机主轴输出的能量一定要被风机吸收，透平膨胀机轴端输出的功率是选择和设计风机的主要依据之一。

　　通过反复计算，发现风机叶轮外径（281mm）与膨胀机叶轮外径（190mm）相差较大（如所示）。由于它们都连在同一根主轴上，考虑到转子的平衡性与可靠性，风机叶轮采用了结构简单、尺寸较小且强度高的航空式直叶片叶轮。通过UG与I-DEAS等CAE软件做转子动力学分析可以验证得出：风机叶轮与膨胀机叶轮匹配。

　　风机叶轮设计完成后，进行蜗壳设计。风机蜗壳与机壳相连接，风机进气管和出气管连接在蜗壳上面，蜗壳内容纳了风机轮和端盖，端盖与蜗壳形成了扩压形流道以汇集气体，用来将气体流动速度产生的动能转化为压力能，所以叶轮与蜗壳流道的配合也是决定风机端效率从而决定制动效果的一个重要因素。根据叶轮的尺寸，对风机蜗壳作了相应优化设计，使得配合达到较好效果，减少损失、提高效率。

　　2.2供油装置设计膨胀机是通过气体膨胀对外做功获得低温冷量的装置，是整套空分设备的核心部件之一，所以必须要保证膨胀机运行的安全性与可靠性。而膨胀机安全、可靠运行的关键因素是轴承的润滑油要具有一定的油压形成油膜保护。为了保证油压正常，不间断供油，这套供油装置采用了双油泵（一用一备）切换供油的方式，并可以实现低油压时自动启动；同时，如果有一台油泵出现故障，可以不用停车直接切换使用另一台油泵，为用户节约了运行成本。由于是用于石化行业，对机组的防腐能力要求很高，所以在设计过程中全部按照防腐标准对机组进行设计。

　　3运行效果2006年9月，8000mVh纯氮设备一次开车成功。现场实际运行表明，膨胀机运行的全部指标达到或超过设计值，用户十分满意。该套设备的运行地点是在海南，膨胀机又在室外运行，外界自然条件比较恶劣，但至今仍运行良好。

　　4结束语海南炼化8000mVh纯氮设备透平膨胀机为杭氧首台190系列风机制动透平膨胀机，它的成功运行，为杭氧在同类型膨胀机的设计制造上积累了经验，提供了可靠的设计制造依据；同时也为用户创造了良好的经济效益，为杭氧开拓石化行业市场做出了贡献。