透平膨脹機(jī)采用風(fēng)機(jī)制動(dòng)、發(fā)電機(jī)制動(dòng)和增壓機(jī)制動(dòng)各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?
??? 氣體通過(guò)膨脹機(jī)膨脹對(duì)外做功,必須有制動(dòng)器消耗這部分功。否則膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速將失去控制,造成飛車(chē)事故。膨脹機(jī)帶動(dòng)的風(fēng)機(jī)或發(fā)電機(jī)就是起吸收和消耗膨脹機(jī)所發(fā)出的功率的作用。
風(fēng)機(jī)制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)機(jī)葉輪可以直接裝在膨脹機(jī)軸的一端,設(shè)備簡(jiǎn)單,機(jī)組緊湊,體積小,制造容易,造價(jià)低,維護(hù)工作較小,操作方便。其缺點(diǎn)是膨脹機(jī)發(fā)出的功率全部浪費(fèi)掉,同時(shí),風(fēng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲,需要有專(zhuān)門(mén)的隔離室,排氣口也需加消音器。
發(fā)電機(jī)制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是膨脹機(jī)發(fā)出的功率可以回收,轉(zhuǎn)變成電能可向電網(wǎng)送電。從而降低空分設(shè)備的電耗,使運(yùn)行費(fèi)用降低。此外,電機(jī)制動(dòng)的噪聲也小。其缺點(diǎn)是需要一套發(fā)電機(jī)
設(shè)備。同時(shí),由于膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速大大超過(guò)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速(發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高為3000r/min),必須有一套精密度較高的減速器,所以造價(jià)較高。此外,當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí),膨脹機(jī)突然被卸除制動(dòng)負(fù)載,容易發(fā)生因超速而使機(jī)件破壞的現(xiàn)象。
從投資和運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)性兩方面綜合考慮,一般來(lái)說(shuō),對(duì)功率較大的透平膨脹機(jī),為了提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性,應(yīng)采用功率回收的方式。有的國(guó)家在15kw以上就開(kāi)始使用發(fā)電機(jī)回收功率;有的要大于100kw才開(kāi)始回收。
隨著空分設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的發(fā)展,目前采用增壓機(jī)(增壓透平壓縮機(jī))吸收膨脹機(jī)功率的工藝流程用的越來(lái)越普遍。增壓機(jī)的葉輪裝在膨脹機(jī)軸的另一端,膨脹空氣對(duì)膨脹機(jī)葉輪做功使之轉(zhuǎn)動(dòng),增壓機(jī)的葉輪也同速轉(zhuǎn)動(dòng),并將進(jìn)膨脹機(jī)前的膨脹氣體增壓后再引入膨脹機(jī)的工作輪。這樣就將透平膨脹機(jī)的功回收給膨脹工質(zhì)本身,提高了膨脹工質(zhì)進(jìn)膨脹機(jī)的入口壓力,從而增加了膨脹機(jī)的單位工質(zhì)制冷量,減少進(jìn)上塔的膨脹空氣量,有利于提高氧的提取率。這種制動(dòng)方式是目前比較先進(jìn)的制動(dòng)方式,正在廣泛地推廣使用。
我國(guó)目前在6000m3/h容量以上的空分設(shè)備上基本都采用了能量回收的制動(dòng)方式。
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