答:增压透平膨胀机是膨胀机直接带动增压机,将输出的外功转换成气体的压力能,而增压的气体又供给膨胀机膨胀,如图74所示。增压机与膨胀机互为依存关系:它们具有相同的转速,相同的气量,相同的功率(膨胀机输出的功率全部传递给增压机),增压机出口压力略高于膨胀机进口压力。因此,在二者的热力参数应互相匹配,膨胀机的单位制冷量(kJ/m3)等于增压机的单位功耗。同时,膨胀机的制冷量还要满足整个装置的冷量平衡。配6000m3/h空分设备的增压透平膨胀机的参数如表30所示。
表30配6000m3/h空分设备的增压透平膨胀机的参数
项目名称
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膨胀机
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增压机
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气量/m3·h-1
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2880~4600
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2880~4600
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进口压力/MPa
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0.935~0.954
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0.652~0.662
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出口压力/MPa
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0.146~0.15
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0.96~0.99
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压比
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6.2~6.4
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1.45~1.50
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进口温度/K
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165.6~173.3
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290.0
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出口温度/K
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108.7~116.4
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331.6~333
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等熵效率/%
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80.7~83.5
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68.1~74.1
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对增压机来说,进口压力等于空压机的出口压力;而膨胀机的出口压力接近上塔压力。因此,膨胀机的压比/要比增压机的压比/大得多,它能产生较大的单位功。但是,增压机的效率比膨胀机要低,需要消耗较多的单位功;并且,膨胀机的进口温度低,也使膨胀机的单位焓降可减小一些。在设计时,对各种因素进行全面考虑,通过理论计算,使膨胀机输出功与增压机消耗功相匹配。
在允许的最高转数以下,改变转速n,不但使气量按比例变化,同时增压比也与转速的平方关系变化,在增压机所需功率减小的同时,也使膨胀机的制冷量减小,以维持输出、入功的平衡。根据需要,还可对膨胀机机前的进气进行调节,以减小输出功。