一,、透平膨脹機(jī)失控超速
    此故障的具體表現(xiàn)為：當(dāng)制動(dòng)風(fēng)機(jī)的出口調(diào)節(jié)閥全開時(shí)，透平膨脹機(jī)就能達(dá)到額定轉(zhuǎn)速,，或者超過(guò)額定轉(zhuǎn)速而制動(dòng)風(fēng)機(jī)無(wú)法進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的故障,。此故障，除由轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障引起外,，大多是由制動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)口過(guò)濾器或出口消聲器阻力過(guò)大,，或由于風(fēng)機(jī)進(jìn)口管道或出口管道設(shè)計(jì)的通徑過(guò)小所致。
    透平膨脹機(jī)失控超速,，如果是因過(guò)濾器 或消聲器的阻力過(guò)大引起,，那么只要減少這 兩部分的阻力，就能消除,。如果是因管道通 徑設(shè)計(jì)過(guò)小引起,，那么擴(kuò)大通徑以減小阻力、增大流量就能消除故障,。,
    1988年,，延安氮肥廠第二套1000m3／h 空分設(shè)備試車時(shí)，就出現(xiàn)過(guò)這種故障,。檢查 發(fā)現(xiàn)：制動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)口過(guò)濾器是由6層200目的銅絲網(wǎng)組成,，且過(guò)濾網(wǎng)被灰塵嚴(yán)重堵塞。經(jīng) 過(guò)清洗并把原來(lái)的6層過(guò)濾網(wǎng)改為2層后， 膨脹機(jī)才運(yùn)轉(zhuǎn)正常,。
    1994年,，江蘇省淮陰鋼廠1000m3／h空分設(shè)備試車時(shí)，又出現(xiàn)過(guò)膨脹機(jī)超速失去控制的故障,。檢查發(fā)現(xiàn)：制動(dòng)風(fēng)機(jī)出口消聲器阻力過(guò)大,，出風(fēng)筒的孔數(shù)量少，孔徑也小,?？讖綌U(kuò)大后，轉(zhuǎn)速恢復(fù)正常,。
    如何判斷此類故障是發(fā)生在進(jìn)口管道,、 進(jìn)口過(guò)濾器，還是發(fā)生在排出管道,、消聲器? 可通過(guò)制動(dòng)風(fēng)機(jī)出口壓力表的指示值進(jìn)行分 析和判斷,。如果出口壓力表指示值不高或?yàn)榱悖D(zhuǎn)速超速,，那么故障產(chǎn)生的部位在進(jìn) 口管道或進(jìn)口過(guò)濾器,。如果出口壓力表指示 偏高，那么故障產(chǎn)生的部位在出口管道,，或 出口消聲器,。
、轉(zhuǎn)速表指示偏高或偏低
    當(dāng)膨脹機(jī)啟動(dòng)后,，如發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速表指示值與實(shí)際轉(zhuǎn)速不符,，且有較大差異，那么故障產(chǎn)生的原因一般是轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生了故障,。
    如果徑向軸承和止推軸承溫度比同樣轉(zhuǎn) 速的軸承溫度要高,，噴嘴后壓力也比同樣轉(zhuǎn) 速的壓力偏高；膨脹機(jī)發(fā)出的聲音,，比同樣 轉(zhuǎn)速的膨脹機(jī)要大,。那么轉(zhuǎn)速表所指示的膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速可能比實(shí)際轉(zhuǎn)速偏低。反之,，則膨 脹機(jī)的指示轉(zhuǎn)速比實(shí)際轉(zhuǎn)速可能偏高,。
    當(dāng)懷疑膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速有差異 時(shí)，應(yīng)檢查并校驗(yàn)轉(zhuǎn)速表與轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng),。
    1996年,，河北省遵化鋼廠 第二套1000m3／h空分設(shè)備試車時(shí)，2#膨脹機(jī)機(jī)前調(diào)節(jié)閥開度很小而轉(zhuǎn)速表就已指示到2000 r／ min,。與正在運(yùn)轉(zhuǎn)著的l#膨脹機(jī)進(jìn)行比較,，兩 臺(tái)膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速指示都相同(2000r／min),，但l#膨脹機(jī)軸承溫度比2#膨脹機(jī)軸承溫度 高出十幾度；噴嘴后壓力也比2“膨脹機(jī)高出 0．03～0．04MPa,。l#膨脹機(jī)制動(dòng)風(fēng)機(jī)的聲音也比2#高得多,。
    當(dāng)時(shí)我們判斷：2#膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速指示可能 偏高，即2#的實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)不到2000r／rain,。通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)速表再次校驗(yàn),，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。后 來(lái)檢查測(cè)速頭,，發(fā)現(xiàn)測(cè)速頭與轉(zhuǎn)速表不配套,。 調(diào)換了一只測(cè)速頭后指示正常。
三,、透平膨脹機(jī)的共振(共鳴)現(xiàn)象
    透平膨脹機(jī)的共振(共鳴)現(xiàn)象,，一般 發(fā)生在制動(dòng)風(fēng)機(jī)的進(jìn)口過(guò)濾器安裝在膨脹機(jī) 冷箱上的這種結(jié)構(gòu)中。發(fā)生這種故障時(shí),，膨脹機(jī)發(fā)出一種較大的異常響聲,，當(dāng)改變膨脹 機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)這種異常響聲有可能消失。應(yīng)當(dāng)指 出,，膨脹機(jī)產(chǎn)生共振(共鳴)時(shí),，對(duì)膨脹機(jī) 有較大的破壞性，應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視,。
    1996年,，河北省遵化鋼廠第二套1000m3／h空分設(shè)備試車時(shí)發(fā)現(xiàn)：膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速升 到27000r／min時(shí)，膨脹機(jī)就產(chǎn)生一種異常的響聲,。經(jīng)過(guò)多次認(rèn)真檢查，均未發(fā)現(xiàn)膨脹 機(jī)有什么異常,。當(dāng)時(shí)我們認(rèn)為這是一種共振 (共鳴)現(xiàn)象,。后來(lái)我們把膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速提高 到30000r／min、35000r／min,，由于膨脹機(jī)的振動(dòng)頻率與冷箱體的固有頻率相差較遠(yuǎn),，共 振共鳴現(xiàn)象就消失了。
    經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐,，筆者深有體會(huì)：
    1．膨脹機(jī)產(chǎn)生大的異聲,，是由于膨脹機(jī) 與冷箱產(chǎn)生共振(共鳴)現(xiàn)象。
    2. 產(chǎn)生共振現(xiàn)象后,，可能對(duì)膨脹機(jī)有較 嚴(yán)重的破壞作用,。
    3．膨脹機(jī)產(chǎn)生共振(共鳴)現(xiàn)象，純屬一 種物理現(xiàn)象,，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量使制動(dòng)風(fēng)機(jī)的 進(jìn)口過(guò)濾器與膨脹機(jī)冷箱分離,，從根本上解 決共振產(chǎn)生的原因；或者安裝時(shí)，加固管道支架,，改變固有頻率使其不發(fā)生共振故障,。
四、膨脹機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),，發(fā)生突然的轉(zhuǎn)速升 高,、甚至報(bào)警和停車故障
    這種故障應(yīng)與轉(zhuǎn)速表受干擾而產(chǎn)生的假 超速報(bào)警和停車現(xiàn)象加以區(qū)別，這是一種真 正的突然轉(zhuǎn)速升高超速的故障,。
    真超速和假超速的區(qū)別在于,，真超速時(shí)， 膨脹機(jī)發(fā)出的聲音突然增大,；而假超速時(shí),，膨 脹機(jī)發(fā)出的聲音無(wú)變化。
    這種故障一般發(fā)生在制動(dòng)風(fēng)機(jī)共用一個(gè) 排出管和一個(gè)調(diào)節(jié)閥的管路中,。這種流程啟 動(dòng)時(shí),，先全開兩臺(tái)膨脹機(jī)進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥(或噴 嘴)，然后再開共用的制動(dòng)風(fēng)機(jī)出口調(diào)節(jié)閥,，使兩臺(tái)膨脹機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速,。因兩臺(tái)膨脹機(jī) 在制造、安裝等方面有差異,，所以兩臺(tái)膨脹 機(jī)的轉(zhuǎn)速也有所不同,。制動(dòng)風(fēng)機(jī)的出口壓力 不同時(shí)，則很有可能發(fā)生兩臺(tái)風(fēng)機(jī)出口止回閥中的一只瞬時(shí)關(guān)閉與打開的現(xiàn)象,。
    例如,，當(dāng)2#膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速高于l#，2#出口 壓力就可能高于1#出口壓力,，那么l#風(fēng)機(jī)出口止回閥必然瞬時(shí)關(guān)閉,。在關(guān)閉的那一瞬 間，l#風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速突然升高,，出口壓力也突然 升高,，又很快打開止回閥，使出口壓力降低,， 轉(zhuǎn)速也降低,，這樣在轉(zhuǎn)速表上就產(chǎn)生了一個(gè)象轉(zhuǎn)速表被干擾一樣的波峰。當(dāng)止回閥動(dòng)作 不靈活或卡住時(shí),，波峰就更大,。
    要從根本上排除這一故障，最好在設(shè)計(jì) 時(shí),，用兩個(gè)出口調(diào)節(jié)閥分別控制兩臺(tái)膨脹機(jī),， 即把制動(dòng)風(fēng)機(jī)出口管分開,。
五、膨脹機(jī)制動(dòng)風(fēng)機(jī)的喘振故障     透平膨脹機(jī)與透平空壓機(jī)一樣,，也會(huì)發(fā) 生喘振故障,。在喘振時(shí)，同樣會(huì)嚴(yán)重破壞膨 脹機(jī),，應(yīng)引起重視,。
    當(dāng)制動(dòng)風(fēng)機(jī)出口壓力升高時(shí)，制動(dòng)風(fēng)機(jī) 的流量減少,，當(dāng)流量減小到一定程度時(shí),，便 發(fā)生膨脹機(jī)制動(dòng)風(fēng)機(jī)喘振現(xiàn)象。一般制動(dòng)風(fēng) 機(jī)出口壓力高于0．035～0．04MPa時(shí),，膨脹機(jī)制動(dòng)風(fēng)機(jī)易發(fā)生喘振,。當(dāng)發(fā)生喘振時(shí)，風(fēng) 機(jī)排出壓力表會(huì)強(qiáng)烈振動(dòng)(表針),，同時(shí)膨脹 機(jī)發(fā)出大而沉悶的響聲,。

    當(dāng)膨脹機(jī)產(chǎn)生喘振時(shí)，應(yīng)迅速開大制動(dòng) 風(fēng)機(jī)的出口調(diào)節(jié)閥,，降低風(fēng)機(jī)出口壓力,，增 加風(fēng)機(jī)流量，直至喘振消失,。
六,、膨脹機(jī)帶液故障
    大型全低壓空分設(shè)備啟動(dòng)階段，尤其是 在積液階段,，易發(fā)生板式過(guò)冷,、膨脹機(jī)帶液 的故障。膨脹機(jī)帶液故障破壞性很大,。怎樣判斷和防止膨脹機(jī)帶液?

    1. 膨脹機(jī)帶液的現(xiàn)象

當(dāng)進(jìn)口溫度低于-155～-160℃時(shí),，易發(fā)生膨脹機(jī)帶液故障。若高于-155℃時(shí),，膨 脹機(jī)一般不會(huì)帶液。當(dāng)膨脹機(jī)出口溫度低于-188～-190℃時(shí)易發(fā)生膨脹機(jī)帶液的故障,。高于-188℃時(shí),，膨脹機(jī)一般不會(huì)帶液。當(dāng)膨脹機(jī)帶液時(shí),，膨脹機(jī)出口壓力表針會(huì)嚴(yán) 重振動(dòng),，蝸殼吹除閥和出口吹除閥都能排出 液體。
    2．膨脹機(jī)帶液故障處理

    膨脹機(jī)帶液后,，應(yīng)迅速降低膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速,， 或停止膨脹機(jī)運(yùn)行,，并打開蝸殼吹除閥和出 口吹除閥，排清液體,。同時(shí)設(shè)法提高膨脹機(jī) 進(jìn)口溫度,。
    3．膨脹機(jī)帶液原因及預(yù)防措施

    膨脹機(jī)帶液故障主要發(fā)生在空分設(shè)備啟 動(dòng)階段，尤其是積液階段,。其主要原因是冷 量分配不合理,，使板式冷端過(guò)冷，膨脹機(jī)進(jìn) 口溫度控制得過(guò)低,。所以,，空分設(shè)備啟動(dòng)階段，除了考慮迅速通過(guò)水分凍結(jié)區(qū),、二氧化 碳凍結(jié)區(qū)和板式自清除等主要方面外,，冷量 分配問(wèn)題也是不容忽視的。

    在啟動(dòng)的第一階段(通過(guò)水分凍結(jié)區(qū))和 第三階段(通過(guò)二氧化碳凍結(jié)區(qū)),，應(yīng)縮短切 換時(shí)間來(lái)保證板式自清除,，盡量少抽或不抽 環(huán)流和全環(huán)流，把冷量最大限度地分配到板式冷端,，爭(zhēng)取在最短時(shí)間內(nèi)通過(guò)兩個(gè)凍結(jié)區(qū),。

    在啟動(dòng)的第二階段(冷卻設(shè)備階段)，要 充分利用膨脹機(jī)高溫高焓降的特點(diǎn),，在二氧 化碳未析出前,，盡量將設(shè)備冷卻到最低溫度， 開大環(huán)流和全環(huán)流,，適當(dāng)延長(zhǎng)切換時(shí)間,，以確保板式的自清除。開大環(huán)流和全環(huán)流的目 的,，一是保證板式自清除,，二是將比較多的 冷量分配到板式中去，使板式中部溫度盡可 能降到最低溫度,，為迅速通過(guò)二氧化碳凍結(jié)區(qū)打好基礎(chǔ),。
    啟動(dòng)的第四階段(進(jìn)一步冷卻設(shè)備階 段)，在保證板式自清除的前提下,，最好不開 全環(huán)流,，減少環(huán)流，把冷量有意識(shí)地分配到 塔內(nèi)其它設(shè)備,。這樣,，使板式中部的溫度較高，防止積液時(shí)出現(xiàn)板式過(guò)冷和膨脹機(jī)帶液,。 積液階段,，在保證上塔不超壓的前提下,，開 大膨脹空氣送上塔的蝶閥(或截止閥)，利用 上塔,、過(guò)冷器,、液化器等回收冷量，就可避免冷量過(guò)分地分配到板式上,，也就從根本上 解決了膨脹機(jī)帶液?jiǎn)栴},。

    以上六點(diǎn)透平膨脹機(jī)常見故障的原因及 處理方法，是筆者多年實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),，不 足之處請(qǐng)予斧正,。