透平膨脹機采用風機制動、發(fā)電機制動和增壓機制動各有什么優(yōu)缺點?
??? 氣體通過膨脹機膨脹對外做功,必須有制動器消耗這部分功。否則膨脹機的轉速將失去控制,造成飛車事故。膨脹機帶動的風機或發(fā)電機就是起吸收和消耗膨脹機所發(fā)出的功率的作用。
風機制動的優(yōu)點是風機葉輪可以直接裝在膨脹機軸的一端,設備簡單,機組緊湊,體積小,制造容易,造價低,維護工作較小,操作方便。其缺點是膨脹機發(fā)出的功率全部浪費掉,同時,風機會產(chǎn)生很大的噪聲,需要有專門的隔離室,排氣口也需加消音器。
發(fā)電機制動的優(yōu)點是膨脹機發(fā)出的功率可以回收,轉變成電能可向電網(wǎng)送電。從而降低空分設備的電耗,使運行費用降低。此外,電機制動的噪聲也小。其缺點是需要一套發(fā)電機
設備。同時,由于膨脹機的轉速大大超過發(fā)電機的轉速(發(fā)電機轉速較高為3000r/min),必須有一套精密度較高的減速器,所以造價較高。此外,當電網(wǎng)發(fā)生故障時,膨脹機突然被卸除制動負載,容易發(fā)生因超速而使機件破壞的現(xiàn)象。
從投資和運轉經(jīng)濟性兩方面綜合考慮,一般來說,對功率較大的透平膨脹機,為了提高設備運轉的經(jīng)濟性,應采用功率回收的方式。有的國家在15kw以上就開始使用發(fā)電機回收功率;有的要大于100kw才開始回收。
隨著空分設計和制造技術的發(fā)展,目前采用增壓機(增壓透平壓縮機)吸收膨脹機功率的工藝流程用的越來越普遍。增壓機的葉輪裝在膨脹機軸的另一端,膨脹空氣對膨脹機葉輪做功使之轉動,增壓機的葉輪也同速轉動,并將進膨脹機前的膨脹氣體增壓后再引入膨脹機的工作輪。這樣就將透平膨脹機的功回收給膨脹工質(zhì)本身,提高了膨脹工質(zhì)進膨脹機的入口壓力,從而增加了膨脹機的單位工質(zhì)制冷量,減少進上塔的膨脹空氣量,有利于提高氧的提取率。這種制動方式是目前比較先進的制動方式,正在廣泛地推廣使用。
我國目前在6000m3/h容量以上的空分設備上基本都采用了能量回收的制動方式。
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