透平膨脹機是為低溫裝置提供冷量的主要設備,是利用壓縮氣體在機內膨脹、輸出外功制取冷量的機器。
氣體軸承透平膨脹機因制冷溫度覆蓋-60℃到-270℃、體積小、效率高、運行穩定、維護成本低,廣泛應用于小型制氧制氮等空分行業、超低溫空間制冷,并為超低溫速凍食品行業和超低溫醫療儲存提供了解決方案。
一、透平膨脹機介紹:
1. 透平膨脹機是一種旋轉式制冷機械,它由蝸殼、噴嘴、擴壓器、氣體或油軸承、轉子、軸承室、工作輪、制動器與轉速測量等部件組成。透平膨脹機具有安全、可靠、溫區低、效率高,結構緊湊、易操作、少維護等特點。針對“空分"、“空氣液化"等行業客戶的需求,專門定制的產品,針對中小型空氣分離系統提供配套。
2. 產品特點:數量少(同一規格),難度大,涉及技術難點多,加工配合精度高,專業性強。
2. 目前,空氣/氮氣透平膨脹機,制冷功率可以到1.0 kW-60 kW;轉速范圍:3~12 萬轉/分。
3. 應用行業:空氣分離,天然氣液化/再液化,冷能利用,化工尾氣回收等。
其他應用:發電、電機、空分行業、熱處理、尾氣回收、空間制冷、透平膨脹發電等。
4. 目標客戶:生產企業業主、科研院所用戶。

圖. 透平膨脹機部分零部件
二、主要技術參數:
航燁能源聯合中科院多年技術深耕,解決了一系列關鍵技術:高效的流道技術、可靠的靜壓氣體軸承技術、動壓氣浮軸承技術、轉子動力學技術、絕熱技術、裝配及測試技術、系統集成等。
研發產品主要參數如下:
1、膨脹氣量:50 ~ 6000Nm3/h,可根據用戶定制;
2、溫區范圍:300 K-110 K,可根據用戶定制;
3、進口壓力范圍:3-15 bara;
4、轉速范圍:30000-150000rpm;
5、等熵效率:82%-90% ;
6、壽命:運行5-10年;
7、制冷量:1~60 kW,可根據用戶定制。
8、軸承形式:靜壓或動壓氣體軸承、電磁軸承、油軸承等。
9、設備具體可以根據客戶需求來定做。
三、應用案例:
4.4 kW@12K 氦透平膨脹機常溫測試
全國產化透平,轉速范圍實現了30000-150000rpm,透平膨脹機運行高效穩定;
圖. 氦透平膨脹機常溫測試
2. 特種設備冷熱及制氧聯供一體機
機器進行拉升測試,達到壓力200KPa;機器的質量流量達到255g/s;體積流量為13m3/min。
電機定子溫度應該維持在120℃左右,環境溫度為35℃,溫升在85℃左右。

圖. 特種設備冷熱及制氧聯供一體機
3. 天然氣液化
結合強大的工藝流程仿真和流程仿真計算能力,基于高速陶瓷球軸承結構的氮透平膨脹機,開發了陶瓷球軸承(微脂或特殊潤滑形式)的氮透平膨脹機,具有承載力高、剛度大、抗干擾能力強等特點,適合船用復雜運行工況。


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