膨脹機是利用壓縮氣體膨脹降壓時向外輸出機械功使氣體溫度降低的原理以獲得能量的機械。 利用壓縮氣體膨脹降壓時向外輸出機械功使氣體溫度降低的原理以獲得冷量的機械。膨脹機常用于深低溫設備中。膨脹機按運動形式和結構分為活塞膨脹機和透平膨脹機兩類。活塞膨脹機主要適用于高壓力比和小流量的中小型高、中壓深低溫設備。透平膨脹機與活塞膨脹機相比，具有流量大、結構簡單、體積小、效率高和運轉周期長等特點，適用于大中型深低溫設備。

工作原理

當氣體具有一定的壓力和溫度時，就具有由壓力而體現的勢能和由溫度所體現的動能，這兩種能量總稱為內能。膨脹機主要的作用是利用氣體在膨脹機內進行絕熱膨脹對外做功消耗氣體本身的內能，使氣體的壓力和溫度大幅度降低達到制冷與降溫的目的。

液體膨脹機原理?

好吧，再說明一下。1，所為“液體不可壓縮”指的是液體在被壓縮時，體積不會有明顯的改變。并不是說液體不能帶有壓力，要不我們怎么可能有液壓系統呢？再比如，如果水不能帶壓力，我們怎可能利用水來做容器的水壓試驗呢？其實液體是可壓縮的，只是液體在受壓時的體積改變，我們并不能用目視覺察到。因為液體分子間的間隙實在太小了，我們無法看見這個變化。2，所謂液體膨脹機，決不是有些人認為的氣體膨脹后產生液體，那確確實實就是完全液化后的氣體在做膨脹。美國人給這種膨脹機的稱呼是“dense flow expander ”，其意思就是稠密流體膨脹機。3， 目前在國內有兩家公司的液體膨脹機在使用，一家是CryoStar，另一家就是APCI。

透平膨脹機的故障的原因及處理和預防

轉速表指示失準，一般有兩種原因：一是因膨脹機本身故障造成轉速表指示異常，這種情況往往伴隨著膨脹機有嚴重的異常聲音；二是磁電傳感器故障所致。
磁電傳感器安裝在制動風機的端蓋中間，由兩塊繞有線圈的永久磁鐵組成，利用磁電感應原理，如果線圈對地短路或內部受潮絕緣被破壞，轉子轉動時切割磁力線產生的感應電流出現變化，造成測量轉速不準。可用兆歐表測量線圈接線對地電阻及絕緣程度，以作出準確的診斷。
膨脹機轉速表在0~40℃環境溫度下能正常工作，溫度過低或過高均對轉速表測量不利。在分餾塔加溫時沒有取下膨脹機，即使在風機排氣放空閥關閉的情況下，由于冷吹階段空氣的溫度遠低于0℃，加溫后期的空氣溫度又高于40℃，這兩種溫差較大的氣體長時間充滿風機系統，磁電傳感器線圈受影響最大，多次進行加溫，就會產生線圈受潮不絕緣、對地短路的故障，在這種情況下轉速表指示會遲鈍且低于實際轉速。
轉速表本身發生故障的情況十分少見。在轉速表指示失準的情況下，可先判斷是否因機械故障所致，應拆下膨脹機進行檢查。如機械系統無異常，可憑經驗進行操作，轉速顯示偏低，不必擔心膨脹機因轉速超高而自動停車，造成分餾塔上塔壓力上升進而威脅分餾塔的安全。可在保證膨脹機前后壓力、溫度處于正常范圍內維持運轉。
風機輪葉片與風機端蓋的嚴重摩擦，是導致風機輪損壞的直接原因。這種故障只有在風機輪螺母明顯松動的情況下才會發生。螺母一般都具有自鎖性，在靜載荷和工作溫度變化不大時不會自動松脫。但是，在沖擊、振動和變載荷的作用下，或在測試變化較大的環境下工作時，螺紋間的摩擦力可能在某一瞬時消失或減小，這種現象的多次重復，就會使螺紋聯接逐漸松動。為防止螺紋聯接松動造成膨脹機工作不正常或發生嚴重事故，風機輪與轉子間的固定采用螺母和止動墊片結合的機械防松裝置，膨脹葉輪的螺母與轉子采用長細牙螺紋聯接，以滿足其長期運行的技術要求。
風機輪壓緊螺母與轉子采用粗牙螺紋聯接，其 自鎖性較差。加溫時膨脹機未取下，其螺母受溫差變化的影響，會熱脹冷縮。雖有止動墊片制約，由于加溫多次，其松動仍不可避免。當風機輪與端蓋的間隙完全消失就會發生摩擦，其結果是膨脹機運轉聲音異常，風機端蓋發燙，漆色改變，風機輪葉片磨損嚴重，轉子失去動平衡。轉子與軸承之間的摩擦同樣會產生。膨脹機出現嚴重機械事故，就直接導致整套空分設備的停運。 膨脹機拆檢，確認風機輪、工作輪報廢。兩個軸承鑲套內襯因出現裂紋、松動的嚴重缺陷，且間隙0．06mm，可靠性降低而不能使用。自購回備件進行組裝，在無負荷試車時，當軸承氣壓力升至0．2MPa時進行轉子懸浮試驗，測量轉子與外殼體的電阻值無窮大，懸浮性能良好，但無法進行啟動。詳細情況是：在做好膨脹機啟動的各項準備工作后，當上塔壓力達0．4MPa時，開啟通―2閥的，瞬間，膨脹機內出現“啪”的一聲撞擊，發生卡機事故，緊急停車。拆檢發現：風機側軸承限位板4個固定螺釘全部斷裂，軸承鑲套內襯與轉子有嚴重摩擦痕跡。反復裝配數次，懸浮轉動均正常，但撞擊、卡機現象無法消除，試車被迫中斷。通過對故障認真的分析，確認是更換風機輪、工作輪后，轉子整體動平衡重心偏移量過大所造成。在這種情況下，不可草率地判斷為軸承與轉子之間的間隙過小所致，擴大其間隙，只會造成軸承的報廢。
在沒有高精度的動平衡條件下，軸承和限位板的固定螺絲的破壞程度也愈嚴重，還有可能使轉子產生軸向變形，在這種情況下，上塔0．4MPa壓力的氣體能量高速作用于工作輪，必然使轉子產生向風機一側位移，這種位移產生的突發撞擊力，導致風機側固定螺絲徑向斷裂。送到廠家進行處理，膨脹機轉子動平衡經廠家校驗合格后，裝機試車一次成功，啟動液化非常順利。
膨脹機每次就位時，一定要注意本體的軸向水平度和橫向水平度應符合長期運轉的要求，嚴格對膨脹機進行懸浮試驗。懸浮試驗合格后，再進行負荷試驗，啟動后應逐漸提高轉速至正常轉速。確認達到要求后才可投入使用，以保證運轉的可靠性。 分餾塔的操作和調整均可引起膨脹機技術參數 的改變，兩者之間的關系十分緊密。為了防止機械事故的發生，在啟動前除按照技術說明書的要求外，還應注意做好以下準備工作：
(1)在壓力達1MPa時，軸承氣壓力應調整在0．5MPa，以保證熱交換器壓力在1．4MPa時，軸承氣壓力達到0．6MPa。
(2)防止在啟動膨脹機時轉速超高，全關膨脹機后污氮放空閥，節-3閥開3/12轉。
(3)軸承氣壓力表綠針調至0．3MPa，紅針調至0．5MPa，確保啟動、停車控制電路正常工作。
膨脹機在出現緊急情況時，操作人員必須正確果斷地進行處置，否則就會釀成責任事故。當膨脹機因超速自動停車時，膨脹機進口閥通―2會立即關閉，應迅速開大污氮旁通節流閥節―3，再按啟動按紐，可重新啟動；在活動節流閥刮霜和切換純化器時切斷加熱器氣源時，應觀察轉速指示表，防止超速；當因軸承氣壓力過低自動停車時，應稍開節―3，關小液空調節閥節―2，當壓力達到要求后再重新啟動；當緊急停電時，應迅速關閉節―2、通―2、節―3，在完成這些動作后，再開分餾塔高壓放空閥。不論是正常停車還是緊急情況下的特殊停車，切記不要首先開大高壓空氣放空閥，以維持軸承氣壓力，為有步驟的停車爭取寶貴時間。在操作和檢修的整個過程中，應將預防膨脹機卡機和工作輪、風機輪摩擦的機械事故作為設備管理的主要目標進行考核。
對膨脹機相關管路進行適當的改進，可使操作更加簡單實用。原風機蝸殼設計用水冷卻，會產生水垢，形成堵塞，冷卻效果變差，有時還會出現水分滲漏至風機內部。可取消冷卻水冷卻，將放空的軸承氣引入蝸殼內進行冷卻，效果甚佳。風機制動氣全部直接放空，拆除風機排氣進加熱器管路，可有效地減少和防止切換純化器時的誤操作。
對膨脹機工作輪和風機輪防松螺母的檢查應半年進行一次。在分餾塔進行加溫時是檢查的最佳時機。在膨脹機正常使用的過程中，防松螺母的檢查對事故的預防極其重要，而這種檢查又非常簡單，機身不用解體，只需用兩把扳手反方向作用于工作輪螺母和風機輪螺母，將其扳緊即可。
在取下膨脹機時，由于蝸殼內溫度很低，導流器有可能取不出來，為了防止加溫時開啟通―2，塔內溫度上升，其加溫空氣壓力將導流器吹出砸向地面而損壞葉片，可自制盲板與中間體法蘭相連(盲板見圖1)，可保證I、Ⅱ熱交換器膨脹后污氮隔層的加溫和導流器完好的需要。
運行與檢查
膨脹機正常運行必須同時具備四個要素：
(1)有高度清潔、壓力平穩、連續供應的軸承氣。
(2)各部位間隙在規定的技術要求范圍內，轉子與其它部件不能出現任何摩擦。
(3)高質量的動平衡精度。
(4)工作輪、風機輪防松螺母必須緊固。

標簽：膨脹機透平故障