Подшипники турбодетандеров

Эффективной установкой получения холода является турбодетандерный агрегат [13]. Ох.лаждение газа в ТДА достигается организацией процесса расширения газа, протекающего через ТДА, с совершением внешней работы. В результате происходит снижение давления и температуры газа. На рис. 2.20 схематично показано меридиональное сечение проточной части турбодетандера. В ступени турбодетандера элементами, в которых преобразуется энергия газа, являются неподвижный сопловый аппарат / с сопловыми лопатками 2 и вращающееся колесо 4 с рабочими лопатками 3- Развертка на плоскости цилиндрического сечения лопаточных аппаратов турбодетандера показана на рис. 2.21. Там же отмечены характерные скорости газа и силы, возникающие в результате взаимодействия газа с рабочими лопатками колеса. Вращающаяся часть турбодетандера, состоящая из колеса с лопатками и вала с подшипниками, называется ротором, а неподвижная часть — корпус, сопловый аппарат и другие детали — статором. Принцип действия турбодетандера состоит в следующем. Газ со скоростью Vo поступает в межлопаточные каналы соплового аппарата и расширяет- [c.40]

Подшипники нагнетателя подсоединяют к торцам нижней половины корпуса вертикальными корытообразными фланцами. Со стороны всасывания расположен опорный подшипник 2, а со стороны турбодетандера — опорно-упорный 11. Ротор 3 имеет четыре рабочих колеса нагнетания 4 и два турбинных 9 (турбодетандера). Колесо нагнетания состоит из диска, покрышки и лопаток. Лопатки коробчатого сечения штампуют из специальной листовой стали и крепят к дискам и покрышкам при помощи заклепок из нержавеющей стали. Колесо турбодетандера состоит из набора рабочих лопаток, профильные хвосты которых входят в паз диска. Замковую лопатку крепят заклепкой. По наружному диаметру турбинного колеса расположены бандажные леиты, которые одевают на хвосты лопаток, после чего хвосты расклепывают. Подвод газа к колесам осуществляется через сопловой аппарат 10. Вал ротора гибкий с критическими числами оборотов около 2800 и 10 550 об/мин — изготовлен из коррозионноустойчивой стали с высоким запасом прочности. Каждое колесо после сборки и окончательной обработки статически балансируется, а ротор в собранном виде подвергается динамической балансировке. Для уменьшения осевого усилия ротора на валу между четвертым колесом нагнетателя и первым колесом турбодетандера установлен думмис 8. [c.281]

В очень малых турбодетандерах с числом оборотов до 200 ООО в минуту применяются подшипники с газовой смазкой, для чего используется сжатый воздух, подаваемый в зазоры между валом и подшипниками турбодетандера. [c.362]

К внешним относятся потери на трение в подшипниках турбодетандера и потери, связанные с утечкой газа через внешние лабиринтовые уплотнения. [c.263]

Проверяют действие системы защиты турбодетандера от разгона. Если турбодетандер имеет устройство, предназначенное для поглощения механических колебаний ротора (демпфер), проверяют наличие жидкости в этой системе, которая должна заполнить все каналы, зазоры и маслопроводы демпферного пространства. При наличии водяной системы подогрева подшипников турбодетандера подают воду в эту систему. Полностью открывают вентиль выхода газа из турбодетандера. Лопатки направляющего аппарата устанавливают в положение, соответствующее минимальной производительности. На этом подготовку к пуску можно считать законченной. [c.160]

Применение радиальных турбодетандеров требует решения нескольких проблем а) конструкция турбодетандеров должна соответствовать требованиям общего термодинамического цикла ожижения б) должны быть известны необходимые для расчета свойства рабочего тела, в данном случае водорода, а также их влияние на холодопроизводительность и к. п. д. турбодетандера в) должна быть выбрана подходящая конструкция устройства для отвода работы расширения, которая в случае радиальных турбин, характеризующихся высоким числом оборотов, может быть выполнена в виде высокооборотного генератора переменного тока, и г) подшипники турбодетандера (и генератора) должны быть сконструированы надлежащим образом (ввиду больших чисел оборотов может возникнуть необходимость их работы при низких температурах). [c.78]

Смазка редуктора и подшипников турбодетандера принудительно-циркуляционная. Для смазки агрегата перед пуском имеется пусковой масляный насос 11 с отдельным электродвигателем. Во время нормальной работы масло подается шестеренчатым насосом, встроенным в редуктор. Масляный бак помещается в раме. Охлаждение масла производится водой в трубчатом холодильнике 12. [c.150]

Подвод масла к подшипникам турбодетандера............4 [c.136]

Следует учитывать возможность загрязнения воздуха маслом и в турбодетандере. Масло, использующееся для смазки переднего подшипника, может пройти по валу и поступить в поток воздуха. [c.141]

Внешние потери. К внешним относятся потери на трение в подшипниках турбодетандера и в редукторе, а также потери, связанные с утечкой газа через внешние лабиринтные уплотнения. Первые отражаются на величине мощности и учитываются механическим к. п. д. 0,94-ь0,98, вторые — [c.287]

Все подшипники работают при температуре окружающей среды или несколько более высокой с непрерывной подачей смазочного масла под давлением. Для защиты турбодетандера [c.111]

Если ротор жесткий, то место приложения сил не играет существенной роли и гидромеханические силы в смазочном слое подшипников и в каналах рабочих колес, а также электромагнитные силы могут быть объединены. Тогда уравнения (1) — (10), описывающие движение статически ненагруженных роторов с жидкостной смазкой подшипников, остаются справедливыми, если в них вместо величины угловой скорости (о ввести со/, где / — некоторый коэффициент, причем / > 1 при действии дополнительного возбуждения по вращению ротора / < 1 при противоположном направлении этого возбуждения. В первом случае частота автоколебаний, отнесенная к угловой скорости ротора, повышается, а во втором — снижается. При этом в обоих случаях движение статически ненагруженных роторов остается неустойчивым. При наличии стабилизирующих факторов — статической нагрузки, гидростатической подачи смазки и пр. названные виды возбуждения могут проявляться весьма различным образом. В турбинах и других машинах, где / > 1, воздействие рабочей среды берет на себя значительную часть дополнительных сил демпфирования и упругости и тем самым существенно снижает устойчивость. Это непосредственно следует из приведенного ниже уравнения (17) гл. IV, в котором повышение величины О равносильно возрастанию параметра /. Известны случаи, когда по этой причине роторы оказывались неустойчивыми даже при большом статическом эксцентрицитете цапф вплоть до Хо = 0,9. Особенно неустойчивы низкотемпературные турбодетандеры, перерабатывающие газ в его состоянии, близком к конденсации паров. [c.130]

Статическое воздействие рабочей среды повышает устойчивость ротора, если оно направлено в ту же сторону, что и силы тяжести, или при любом направлении этого воздействия, если оно значительно превосходит вес ротора. Последнее явление свойственно некоторым малым турбодетандерам криогенной промышленности. Если же статическое воздействие рабочей среды направлено против сил тяжести и сопоставимо с весом ротора, то оно может существенно уменьшать стабилизирующее влияние статической нагрузки подшипников. [c.131]

КОСОВ подшипников, ибо это равносильно непредусмотренному изменению их формы. Кроме того, уменьшение возбуждающих колебания свойств слоя часто сопровождается попутным снижением его демпфирующих свойств. Из-за этого многоклиновые подшипники с малыми радиальными зазорами и некоторые другие подшипники, хотя сами и не вызывают автоколебаний роторов, но вместе с тем слабо противодействуют возбуждению колебаний потоками рабочей среды в колесах турбомашины. Поэтому подшипники, подходящие для турбокомпрессоров, могут оказаться непригодными для турбин, турбодетандеров, для которых требуются повышенные демпфирующие качества. [c.142]

Затраты энергии на покрытие мощности трения достаточно рассчитывать для течения смазки при статической нагрузке, ибо потери на трение при колебаниях относительно невелики. При конструировании подшипника обычно стремятся к возможно меньшей мощности трения. Но иногда выдвигаются иные требования. В малых быстроходных турбодетандерах основной съем мощности осуществляется в главных подшипниках скольжения и в тормозном устройстве, которое часто выполняется в виде добавочного подщипника больших размеров. Тогда затраты мощности на трение должны быть близкими к заданной величине. [c.256]

Устойчивость колебаний зависит от нагрузки машины по ее мощности. Производственники не любят недогруженных турбомашин, считая их недостаточно устойчивыми. Действительно, увеличение нагрузки во многих случаях стабилизирует колебания роторов, что объясняется положительным влиянием возросшей статической нагрузки подшипников. Вместе с тем повышение нагрузки турбомашины сопровождается увеличением возмущающих гидромеханических сил в проточной рабочей части машины, что даже может вызывать автоколебания роторов, сходные с теми, которые возбуждаются под действием смазочного слоя подшипников скольжения. Неоднократно наблюдалась вполне устойчивая работа турбодетандеров без нагрузки или же с нагрузкой в пределах 20—40% номинальной мощности. При повышении нагрузки этих машин возникали интенсивные автоколебания роторов, приводившие к поломкам уплотнений, подшипников и даже рабочих колес. При снижении нагрузки устойчивость движения роторов восстанавливалась. [c.279]

Остановить и отогреть турбодетандер, отремонтировать подшипник Остановить и отогреть турбодетандер, устранить неплотности [c.161]

МОЖНО получить нижний предел производительности в виде равенства = 25 10 //г При скорости вращения 120 000 об/мин минимальная производительность равна 600 л/час, а при 60 000 об/мин — 2500 л час. Более точно величина минимальной производительности оценена в разд. Расчет турбодетандеров . Кроме того, в этом же разделе произведена оценка влияния на величину минимальной производительности применения работающих на низких температурах газовых подшипников (допускающих скорости приблизительно до 250 000 об/мин). [c.78]

Осевой компрессор ГТУ имеет 22 ступени. Корпус его выполнен из серого чугуна и имеет горизонтальный и вертикальный разъемы. Ротор осевого компрессора составной, выполнен из барабана с запрессованным в него концом вала. Вращается в двух подшипниках, один из которых опорно-упорный, а другой опорный. Ротор жесткий, критическая скорость вращения 4400 об/мин. Роторы турбины и осевого компрессора соединены между собой жесткой муфтой. Запуск ГТУ производится с помощью турбодетандера, работающего на природном газе. [c.64]

Турбодетандер состоит из корпуса 3, ротора подшипников 5 и 7, уплотнений и инжектора 4 отсоса газа из уплотнений. Вертикальным фланцем 9 турбодетандер крепится к корпусу переднего блока. В нижней половине корпуса располоя ен выхлопной патрубок с фланцем. С торцевой стороны к корпусу крепится болтами крышка 2. В нижней части крышки расположены сопла 13 и входной патрубок с фланцем. [c.73]

На торцевой крышке турбодетандера расположен резервный масляный насос, который вращается от него и обеспечивает подшипники агрегата маслом при обесточивании КС и при аварийных остановках. [c.82]

Опорные поверхности вкладышей подшипников залиты баббитом. Упорные колодки бронзовые, с пружинной кольцевой опорой, без баббитовой заливки. Опорно-упорный вкладыш ротора компрессорной группы расположен во входном патрубке компрессора. Здесь смонтированы также указатель осевого сдвига ротора, счетчик числа оборотов, зубчатый привод от турбодетандера, обгонная муфта, приспособление для ручного проворачивания ротора. [c.98]

Разъемы редуктора, переднего и заднего блоков подшипников, корпуса подшипника нагнетателя и турбодетандера смазывают бакелитовым лаком. [c.126]

Ревизия и опрессовка воздухоподогревателей. Ремонт и уплотнение гибких компенсаторов газоходов. Регулировка пружинных опор и стяжных устройств воздуховодов. Восстановление теплоизоляции. Ревизия, ремонт и очистка системы гидродинамического регулирования и системы смазки. Установление формулярных величин натягов пружин, положения золотников и букс, а также дроссельных шайб. Ревизия и ремонт подшипников, блока клапанов, валоповоротных устройств, главных маслонасосов и импеллеров, турбодетандера, сбросных клапанов и других узлов. [c.180]

Установка БР-1Л (рис. 79) снабжена автоматическими регуляторами температурного режима регенераторов и устройствами для автоматического поддержания постоянного уровня жидкостей в отдельных аппаратах блока, а также регуляторами постоянства количества отбираемого криптонового концентрата. Воздухораспределительное устройство регенераторов снабжено специальной сигнализацией, действующей в случае возникновения неисправности в работе переключающих клапанов. Предусмотрены специальные автоматические устройства, выключающие турбодетандер в случаях внезапного снятия нагрузки, при попадании в рабочее колесо жидкости и падения давления масла в подшипниках. [c.230]

Турбодентандеры, хотя и подобны турбинам-двигателям, заметно отличаются от последних тем, что нагрузка машины потребителем энергии (например, электрогенератором) не является самоцелью, но должна сама обслуживать машину для оптимального получения в ней холода. При этом полезное использование вырабатываемой турбодетандером энергии не играет важной роли из-за ее незначительности в энергетическом балансе криогенного агрегата. Для турбодетандеров требуется хорошо регулируемый тормоз или поглотитель энергии. Лишь в больших агрегатах для этого турбодетандер через муфту сцепляется с электрическим генератором. В меньших турбодетандерах тормоз выполняется в виде посаженного на вал колеса, сжимающего воздух или иной газ, в виде скоростного жидкостного насоса или вертушки, перемешивающей жидкость, или в виде большого ложного подшипника скольжения. Такие устройства в процессе регулирования могут попадать в малоустойчивые режимы работы и тем самым также возбуждать колебания роторов турбодетандеров. [c.12]

Редуктор турбодетандера выполнен в виде одноступенчатой косозубой передачи класс точности нарезки зубьев высокий. Смазка зацепления и подшипников—принудительная циркуляционная от шестеренчатого насоса, встроенного в редуктор. Возникающее в зацеплении осевое усилие воспринимается упорной шайбой, посаженной на вал быстроходной шестерни. При пуске и остановке агрегата смазка подается отдельным (пусковым) шестеренчатым электронасосом. [c.370]

Обслуживание турбодетандера. В процессе работы необходимо наблюдать за давлением, уровнем и температурой масла. Температура подшипников не должна превышать 60 °С. [c.376]

Для смазки подшипников турбокомпрессоров применяют турбинные масла марок 22 — турбинное Л, 30 — турбинное УТ (ГОСТ 32—53). Турбинное масло Л применяется для смазки шеек роторов турбокомпрессоров с непосредственным приводом от электродвигателя или паровой турбины, а турбинное масло УТ — для смазки шестерен редуктора и шеек роторов турбокомпрессоров и турбодетандеров при общей централизованной смазке. Характеристика турбинных масел приведена в табл. 5.2. [c.327]

В установках для ожижения гелия применяются турбодетандеры небольшого размера, с ротором диаметром около 90—100 мм и скоростью вращения от 18 000 до 265000 об/мин. Валы таких турбодетандеров имеют подшипники с газовой смазкой и уплотнения лабиринтного типа. Давление газа на входе 8—14 кгс/см . В качестве тормозного устройства используется турбогазодувка, посаженная на вал ротора турбодетандера. [c.369]

При правильной работе турбодетандер дает ровное гудение постоянного тона. Температура подшипников не должна превышать 60°С. Находящийся вне изоляции вал детандера не должен сильно обмерзать и покрываться слоем льда. Во всех случаях нарушений нормальной работы турбодетандера, в частности внезапного увеличения числа его оборотов, он должен быть немедленно остановлен. После остановки следует выяснить и устранить причину, нарушившую нормальную работу машины. [c.178]

РисЛ. График, характеризуищш зависимость потенциального числа проблем, связанных с работой упорных и опорных подшипников турбодетандера, от давления газа [c.10]

Топливный газ после дросселирования используется как хла-доагент в многосекционных теплообменниках Е-407,408,409 и делится по давлению на высокое и низкое, т.к. создаваемый холод при испарении сжиженного газа напрямую зависит о г давления. Поток топливного газа низкого давления после третьего теплообменника Е-409 проходит через второй теплообменник Е-408, объединяется с потоками сжиженного газа из первого сепаратора Д-405 и, пройдя первый теплообменник Е-407, направляется в сепаратор топливного газа Д-409. Часть сжиженного газа из сепаратора Д-405 может быть направлена, минуя емкость № 1 холодного блока, в теплообменник Е-407. Такая возможность предусмотрена для более быстрого охлаждения ВСГ, поступающего на холодный блок в пусковой период. Поток топливного газа высокого давления проходит теплообменники Е 409, 408, 407, нагревается и поступает через клапан регулятора давления в приемник топливного газа Д-409. Часть этого потока используется для регенерации молекулярных сит в одном из осушителей — адсобрере 402 А/В. Газ с верха приемника топливного газа Д-409 сжигается в горелке печей Г-101 и Г-201. Водород из Д-407 поступает в теплообменник Е-409, а затем в турбодетандер ЕХ-401, где дальнейшее охлаждение до -160°С, происходит за счет его расширения и совершения механической работы — вращения колеса турбодетандера, на валу которого смонтирован насос для подачи масла на подшипник. При этом происходит дополнительное охлаждение ВСГ, а давление снижается до 2,0 МПа. [c.182]

Одним из направлений совершенствования ТДА является использование электромагнитных подшипников, например фирмы М2М , в узле подвеса ротора, что подтверждается анализом опыта их эксплуатащ1и за рубежом. Это техническое решение используется также в разработках ОАО Турбохолод , являющегося в настоящее время единственной организацией в России, разрабатывающей турбодетандеры для объектов добычи природного газа. [c.16]

Однако смазочный слой подшипников скольжения не только успокаивает колебания, но и сам может быть сильным их возбудителем. На первом этапе развития криогенного турбомашиностроения (в 1938—1948 гг.) турбодетандеры строились с подшипниками качения. В небольших машинах таким путем достигалась надежная работа вплоть до 50 ООО об1мин. Однако повышенные требования к криогенным турбомашинам, увеличение их быстроходности или же количества и давления перерабатываемого газа привели к тому, что подшипники качения оказались вытесненными более выносливыми подшипниками скольжения с жидкостной или газовой смазкой. [c.12]

Еще более быстроходен и более склонен к колебаниям ротор машины (турбодетандера) 5. Здесь полускоростные автоколебания ротора могут быть устранены при помощи гидростатических подшипников с тем же радиальным зазором при довольно большом давлении (около 15—20 кгс-см ) подаваемой газообразной смазки. Однако при использовании таких подшипников на практике не удавалось избежать автоколебаний ротора типа пневмомолот . Устойчивое движение ротора было достигнуто при помощи ленточных демпфирующих подшипников по типу рис. 48 с четырьмя слоями перемежающихся стальных и тефлоновых лент. Параметры такого подшипника подбирали экспериментальным путем, исходя из достаточной упругой податливости К 0,1 тсо и сопоставимого с этим сопротивления трения Ссо (0,3 1,0)/С. В результате этого устойчивость [c.261]

У очень быстроходных турбомашин, в том числе у малых турбодетандеров с частотой вращения свыше 50 ООО — 100 000 об1мин, автоколебания иногда возникают уже в ранней стадии при угловой скорости вращения, составляющей всего 20—30 7о ее рабочего значения. По мере увеличения угловой скорости интенсивность автоколебаний несколько раз меняется они усиливаются, ослабевают, пропадают и возникают вновь. При этом изменяются и вынужденные колебания, но менее сильно. Нередко ослабевание автоколебаний сопровождается некоторым возрастанием вынужденных колебаний, что указывает на стабилизирующее действие последних. При жидкостной смазке подшипников наблюдаются более изменчивые режимы колебаний, по-видимому связанные с изменением форм кавитации смазки. В общем, с повышением угловой скорости вращения устойчивость движения уменьшается, что проявляется в сокращении зон устойчивости работы и в увеличении интенсивности колебаний. [c.278]

Напротив того, повышенные вибрации в недостаточно отлаженной машине со временем могут вызывать усталостные трещины в фундаменте и других деталях, способствуют усилению кавитации смазки и появлению эрозии подщипников. Постепенно при этом изнашиваются детали уплотнений и увеличиваются утечки рабочего газа, что изменяет температурный режим подшипников и в турбодетандерах приводит к недопустимому их захолаживанию. При отсутствии должного виброконтроля такие вибрации могут достигнуть опасной величины и привести к поломкам машины. [c.290]

Включают электродвигатель турбодетапдера и при увеличении давления масла в системе смазки отключают пусковой насос. Проверяют температуру масла иа входе в редуктор. При достижении температуры масла 35° С подают воду в масляный холодильник. После того как температура подшипников установится в заданных пределах, приступают к нагрузке турбодетандера. Медленно открывая вентиль подачи газа в турбодетаидер, нагружают турбину. При этом следят за нагрузкой на электродвигатель по показаниям ваттметра. При нагрузке, превышающей допускаемую, уменьшают давление на входе в турбодетандер или его производительность. [c.160]

Обслуживание турбодетандера в процессе его работы заключается в наблюдении за уровне.м, давлением и те1Мпературой масла и подшипников. Давление и температура поступающего иа расширение газа регламентируется инструкцией по эксплуатации воздухоразделительной установки или другого аппарата, в цикл которого входит турбодетандер. [c.160]

Сочетание высоких окружных скоростей, которые требуются по условиям срабатывания перепада энтальпий водорода, и минимально осуществимых сечений прохода в турбодетандерах, используемых в небольших ожижителях, делают очевидной необходимость относительно высоких чисел оборотов. Это создает много трудностей при конструировании подшипников, особенно ввиду того, что по ряду причин они должны работать при низких температурах. Танза [15] установил, что маленькие шарикоподшипники из нержавеющей стали с сепараторами из микарты могут работать без смазки при 10 000 об]мин в охлаждающей инертной среде (водород). [c.92]

В переднем блоке находится опорно-упорный подшипник 1 компрессорного вала, автомат безопасности 2 с масляным выключателем 3 в комплекте с рычагами реле осевого сдвига 4, электромагнитный датчик 5 электротахометра, главный масляный насос 6, расцепное устройство 8 и автомат безопасности 9 турбодетандера. К переднем у блоку фланцем крепится турбодетандер 7. [c.73]

Ротор вращается в двух подшипниках, один из которых является опорноупорным и на конце снабжен центробежным автоматом безопасности 8. Между диском и опорно-упорным подшипником расположено угольное уплотнение для предотвращения утечки газа при работе турбодетандера. Просочившийся газ отсасывается газо-газовым эн<ектором за пределы машинного вала. [c.73]

Вся турбогруппа закрывается декоративным кожухом, из-под которого воздух отсасывается вентилятором. Запуск газовой турбины производится турбодетандером, работающим на природном газе. Турбодетандер, валоповоротное устройство, подшипники и система смазки подшипников, как у ГТ-700-5 и других, выпускаемых заводом, ГТУ. [c.94]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология