涡轮膨胀机原理浅析及转子安装方法

涡轮膨胀机原理浅析及转子安装方法

杨天擎

（中沙（天津）石化设备管理部，天津，300270）

摘  要：本论文介绍了涡轮膨胀机的工作原理和工艺流程，以及转子的安装过程与注意事项。

关键词：涡轮膨胀机  原理  转子安装 注意事项

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1.前言

涡轮膨胀机是一种制冷装置，因拥有稳定高效、安全可靠、节能环保等优点，被广泛运用在石油化工行业中的深低温设备。膨胀机虽不易在运转过程中发生故障，但其内部的转子若在安装或更换时操作不当极易发生磨损，从而降低工作效率。因此采取正确的安装及更换步骤才能避免不必要的损失。

2.膨胀机工作原理

膨胀机的主要工作原理有两种，一是依据理想气体状态方程pV=nRT（式中：p为压强Pa，V为气体体积m³，T为温度K，n为气体的物质的量mol，R为摩尔气体常数也叫普适气体恒量J/mol.K）。高压气体从入口进入膨胀机，在转子高速转动下，使气体速度很快下降。因为压力与速度下降使气体内能降低，气体温度进一步大幅度降低，达到降温与制冷的目的。另外一种是根据能量守恒原理，气体进入膨胀机对转子做功消耗能量放热，且通过机头的止动装置增加能量的消耗，进一步降低气体的温度。

3.转子的安装流程及注意事项

   在上述的膨胀机工作原理中多次提到转子，其作为膨胀机的核心部件，在整个工作流程中起到至关重要的作用，又因为转子设计精密且造价昂贵，所以在安装过程中需要格外细心，以下内容便是转子的具体安装步骤：

(1)将各管线阀门关闭防止介质气体泄漏。

(2)将止动气管线及止动装置进出口管线断开。

(3)拆下止动装置。

(4)拆掉机芯的止动法兰(需要错排松开)。

(5)卸掉膨胀机壳上的仪表插头。

(6)取出转子安装专用工具(检查工具是否完好，是否存在挤压变形的情况)。

(7)安装转子安装专用工具。

(8)将专用工具中的螺旋轴插入清洗工具内，用2个螺母固定。

(9)拧松螺母，卸掉清洗工具（清洗器快要脱出时用手扶住拔出，以免发生磕碰）。

(10)拆卸转子安装专用工具。

(11)清洗器移除后，检视外壳内部。可以看到入口过滤器,将其取出。

(12)检查入口过滤器(用氮气吹扫将滤网上的灰尘清理干净)。

(13)取出入口过滤器后，检查机壳的内部。可以看到入口过滤器的低温密封。

(14)检查槽内是否有O型环（共有4个O型环）。

(15)拆掉过滤器入口的低温密封和4个O型环。

(16)检视低温密封并擦拭干净。

(17)将过滤器的低温密封重新装入。

(18)安装转子的低温密封(检视机舱内共有2个低温密封)。

(19)将入口过滤器插入机壳内(厚度大的一侧先放入，对着低温密封)。

(20)用Molycote 润滑油涂抹4个O型环，充分擦拭使润滑油均匀覆盖在O型环上，然后安装4个O型环。

(21)检视机壳，低温密封，入口过滤器及 O 型环。确认后重新安装转子安装专用工具。

(22)准备转子。箭头方向为转子盒在机壳内的安装方向。

(23)打开箭头一侧的转子盒的盖。

(24)检查转子盒内的转子检查低温密封件是否已装好。

(25)卸掉专用工具的外板。

(26)将转子安装在专用工具上，并平稳地将转子推入机壳。

(27)将转子安装件的后盖打开。

(28)将转子上的标记处对准速度传感器孔下面几度的位置（由于转子十分精密，插入膨胀机后想要调整角度只能按照顺时针方向缓慢转动，因此故意预留出空间，防止插入过程中角度偏离后因无法逆时针转动导致浪费工作时间，且过多的暴露在空气中也会增加进入灰尘损坏转子的概率）。

(29)将安装工具中的法兰安装到螺旋轴上，并用螺母固定。

(30)将法兰完全固定到转子上。

(31)在靠近机转子安装螺母，重新安装转子安装工具的后板。螺母须放在板和转子之间。拧紧螺母，将转子送入机壳内。拧到感觉有些阻力时为止。

(32)检查速度传感器的两个孔的粗略对齐情况（转子上的孔应略低于外孔）。

(33)拆卸机芯盒，以及机芯安装工具的后板。重新安装机芯盒的两个盖子。

(34)卸掉转子安装工具。

(35)重新安装转子的止动法兰，不用完全拧紧.

(36)将速度传感器的两个孔完全对准，然后卸掉法兰和转子安

装工具的螺旋轴。

(37)完全紧固转子的止动法兰，使其交错排列。

(38)将温度插件密封置入，用于轴承温度传感。

(39)将温度插件密封置入，用于制动温度传感。

(40)将测速插件密封置入，用于速度传感。

(41)安装温度传感器，并将锥形螺母拧紧。

(42)安装光纤，手动拧紧密封压盖。不要过度弯曲光纤。

(43)将制动回路密封安装在排气套管或冷却器上，检查套管密封是否到位。

(44)最终完全恢复之前拆下的止动装置及管线

3.结论

综上所述，转子的安装步骤看上去简单但却存在许多注意事项，漏掉任何一个步骤都有可能导致安装失败，进而降低工作效率、提高人工成本、浪费工时。日常工作中也是同样，细节决定成败。

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