大型透平膨胀机气体轴承设计

空分装置中的透平膨胀机,是一种高速机械,目前这种机器上的轴承均采用油润滑。为避免润骨油对工质的污染,提高膨胀效率,更新传统的油轴承是有意义的。为此,我们研究了国产6000m~3/h制氧装置中透平膨胀机的轴承系统,肯定了在这种机械上应用气体轴承的可行性。     

透平膨胀机气体静压轴承的修复

介绍了PLN－6／4－0．25型透平膨胀机气体静压轴承在生产运行中常见的故障，在作业现场采取了合理的修复措施和切实可行的修复方法，消除了故障的根源，大大减少了停机次数，保证了生产正常运行。     

气体轴承透平膨胀机故障分析与处理

气体轴承透平膨胀机的故障诊断和处理,对保证整个制冷系统安全运行有重要影响。分析气体轴承透平膨胀机的结构组成对故障诊断意义重大。通过静平衡和动平衡试验消除由于转子不平衡引起的卡机故障。对转子超载引起的卡机故障应规范操作,保证启动和运转时不超速。分析了轴承所受的径向载荷和频繁启停及闪停电引起的影响气体轴承稳定性的问题,指出了供气压力、径向半径间隙及转子的平衡性间的关系。通过调整机壳与工作轮叶片的间隙避免内泄漏的增大。采取调整工作轮后部的密封间隙和充足的密封气量等措施减少外泄漏的发生。分析了液击故障产生的原因,提出处理方法。对管路堵塞、轴承气不洁净引起的运行故障作了分析处理。提出通过严格动静平衡试验、正确组装、规范操作以及经常维护等方法来保证气体轴承透平膨胀机的安全稳定运行。     

透平膨胀机气体轴承的数值模拟

应用ANSYS有限元软件对透平膨胀机的核心部件——气体轴承进行模态分析和谐响应分析,求解转子的振型、应力分布、固有频率和失稳转速。并对不同轴承半径间隙时的转子动力学分析,根据失稳转速的变化规律,得出所设计的双排径向静压气体轴承的最佳轴承半径间隙:Cr=0.02 mm。     

透平膨胀机气体静压轴承的修复

介绍了PLN-6/4-0.25型透平膨胀机气体静压轴承在生产运行中常见的故障,在作业现场采取了合理的修复措施和切实可行的修复方法,消除了故障的根源,大大减少了停机次数,保证了生产正常运行。     

低温氦透平膨胀机静压气体径向轴承的改进设计

针对超导托卡马克(Experimental advanced superconducting Tokamak, EAST)氦制冷机中的低温氦透平膨胀机运行不稳定性问题,从雷诺方程出发,推导出可以一次性计算得到静压气体轴承4个性能参数的计算程序:承载能力、刚度系数、气体消耗量和摩擦功耗.做出承载能力和气体消耗量随小孔直径和随半径间隙的变化曲线.在现有条件下提出改进氦透平膨胀机的设计方法,试验结果表明,此方法能有效改善氦透平膨胀机的稳定性,该研究成果是下一步整体改进EAST低温氦透平膨胀机重要理论的前提.     

透平膨胀机新型切向小孔气体轴承静特性的实验研究

为减小普通切向小孔供气轴承的耗气量，本文提出了一种新型切向小孔供气轴承。静态性能的测试表明，这种新型轴承具有耗气量小、刚度大等优点。     

高速透平气体轴承试验台的建立

在11—800空分系统透平膨胀机试验台的基础上建立厂高速透平气体轴承试验台，并改造了150Nm^3O2／h低温透平膨胀机，使之能应用于各种形式的高速气体轴承的静、动态特性及轴承-转子系统材料配伍与启停性能试验。为解决高速透平转子系统的监测问题，还进行了计算机动态数据采集系统及分析、处理软件包的开发。     

氦气体轴承透平膨胀机研制

根据氦制冷系统的要求设计氦透平膨胀机,按透平膨胀机的整体热力性能及机械性能进行多目标优化方法设计,对氦透平膨胀机的结构形式、热力性能进行优化设计。对传统的 Riccati 传递矩阵法改进推导进行临界转速求解,提出一种切向进气的静压气体轴承结构形式,通过设置回气孔和轴向排气孔,提高主轴的失稳转速。通过现场氦气试车,氦透平膨胀机运转平稳,热力性能优异,表现出良好的整机性能,完全达到了氦制冷系统的设计要求。     

电磁轴承在透平膨胀机中的应用研究进展

电磁轴承是目前发展迅速的新一代支承部件 ,在国外已有许多应用实例 ,透平机械是其主要应用领域之一。介绍此项技术的主要特点及在国内透平机械应用领域中的研究进展情况 ,结合我们的获得的试验结果 ,分析讨论试验过程中出现的部分现象及产生的主要原因     

微小型高速透平径向箔片动压气体轴承的研究

微小型高速透平膨胀机的发展对微小型动压气体轴承的开发提出迫切的要求,研制微小型动压气体轴承十分必要。在一台微小型高速透平膨胀机上对平箔型、弹性片支承型、鼓泡型3种不同的径向箔片气体轴承分别进行了研究。试验结果表明3种箔片轴承均能满足运行要求,通过比较发现,鼓泡型径向箔片气体轴承具有加工简单,运转稳定的特点。配合鼓泡型动压止推轴承,对全鼓泡型箔片轴承全动压透平膨胀机进行研究。初步试验最高转速可达22万r/min。     

透平膨胀机的失效分析

根据透平式膨胀机气体轴承的工作原理,针对空分装置透平膨胀机组在实际运行中的振动和轴承烧损情况进行分析,提出故障的处理方法和改进措施。     

透平机小孔气体轴承性能的研究

利用有限元法求解稳态和摄动雷诺方程，对双排径向小孔静压气体轴颈轴承的静，动特性进行了分析。     

向心透平发电膨胀机静压气体轴承设计与承载特性分析

为提升有机朗肯循环（organic Rankine cycle,ORC）系统向心透平发电膨胀机静压气体轴承的承载力与刚度,采用表压比法设计了以R245fa为润滑工质的静压气体轴承,分析转子偏心率、供气孔尺寸、进气压力对静压气体轴承承载力与刚度的影响。实验结果表明：在相同供气压力下,轴承承载力与刚度随着转速的增大而增大;在相同转速下,0.7 MPa供气压力相对于其他气体供气压力轴承的承载力与刚度略高;静压气体轴承的偏心率越大承载力越大;相同供气孔直径下,静压气体轴承的承载力与刚度随着转速的升高而升高;随供气孔直径增大,静压气体轴承的承载力和刚度也随之增大。     

油气混合氦透平膨胀机在EAST低温系统中应用现状研究

介绍用于EAST(Experimental Advanced SuperconductingTokamak)低温系统中特殊结构的氦透平膨胀机,并且指出在当前降温过程中氦透平膨胀机不稳定性问题。分析2种降温模式(使用透平D和不使用透平D)对制冷机性能的影响,结果表明不使用透平D将会大大降低制冷机的性能。在现有条件下提出对静压气体轴承的改进设计,试验结果表明此方法能有效改善氦透平膨胀机的稳定性。     

气体轴承在高速透平机械中的应用

气体轴承具有速度高、精度高、功耗低、寿命长、低振动、无污染等优点,气体润滑技术在高速透平机械中具有广泛的开发和应用前景.全面回顾了我国在低温透平膨胀机领域开发应用气体轴承的历史与发展概况,以及国外在制冷机、风机等通用高速透平机械中动压气体轴承成功应用的实例.     

透平膨胀机可倾瓦轴承国产化改造

介绍了透平膨胀机轴承损坏情况,并通过分析找到了轴承损坏的主要原因是由于联锁故障,致使润滑油超温,最终导致轴承损坏。为将该轴承国产化,通过对可倾瓦轴承动／静特性的分析和计算,最终为该轴承确定了轴承间隙、预负荷系数、瓦张角等几个关键的加工制造参数,并最终将该机组轴承进行了国产化改造。、经试运,该轴承工作状态良好。     

工业尾气透平膨胀机振动故障的诊断与改进

本文就一台工业尾气透平膨胀机试车过程中的振动故障,依据试车频谱及轴心轨迹等试车数据,以理论分析和经验判断对该故障进行了诊断与分析,从机组结构、平衡方式、装配工艺、轴承间隙等方面查找原因,并采取相应的改进措施,成功排除了振动故障。     

透平膨胀机的最佳工况与调节

本文通过对空分用透平膨胀机工况及特性曲线的分析,探讨了透平膨胀机各参数的关系和相互影响因素,并给出了利用特性曲线来调节膨胀机制冷量的方法。     

小型透平膨胀机的性能改进研究

研究了小型透平膨胀机的效率计算和主要能量损失,分析了影响其效率的因素;并提出了提高小型膨胀机效率,增强其制冷效果的基本途径。