答:增壓透平膨脹機是膨脹機直接帶動增壓機,將輸出的外功轉換成氣體的壓力能,而增壓的氣體又供給膨脹機膨脹,如圖74所示。增壓機與膨脹機互為依存關系:它們具有相同的轉速,相同的氣量,相同的功率(膨脹機輸出的功率全部傳遞給增壓機),增壓機出口壓力略高于膨脹機進口壓力。因此,在二者的熱力參數應互相匹配,膨脹機的單位制冷量(kJ/m3)等于增壓機的單位功耗。同時,膨脹機的制冷量還要滿足整個裝置的冷量平衡。配6000m3/h空分設備的增壓透平膨脹機的參數如表30所示。
表30配6000m3/h空分設備的增壓透平膨脹機的參數
項目名稱
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膨脹機
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增壓機
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氣量/m3·h-1
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2880~4600
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2880~4600
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進口壓力/MPa
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0.935~0.954
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0.652~0.662
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出口壓力/MPa
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0.146~0.15
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0.96~0.99
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壓比
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6.2~6.4
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1.45~1.50
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進口溫度/K
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165.6~173.3
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290.0
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出口溫度/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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對增壓機來說,進口壓力等于空壓機的出口壓力;而膨脹機的出口壓力接近上塔壓力。因此,膨脹機的壓比/要比增壓機的壓比/大得多,它能產生較大的單位功。但是,增壓機的效率比膨脹機要低,需要消耗較多的單位功;并且,膨脹機的進口溫度低,也使膨脹機的單位焓降可減小一些。在設計時,對各種因素進行全面考慮,通過理論計算,使膨脹機輸出功與增壓機消耗功相匹配。
在允許的最高轉數以下,改變轉速n,不但使氣量按比例變化,同時增壓比也與轉速的平方關系變化,在增壓機所需功率減小的同時,也使膨脹機的制冷量減小,以維持輸出、入功的平衡。根據需要,還可對膨脹機機前的進氣進行調節,以減小輸出功。