ICS 23. 140 J 72
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中华人民共和国国家标准
GB/T 29542---2013
工业尾气能量回收透平膨胀机
Industrial off-gas energy recovery turbine expander
2013-06-09发布
2014-01-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 中华人民共和国
国家标准
工业尾气能量回收透平膨胀机
GB/T 29542—2013
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中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号（100013) 北京市西城区三里河北街16号（100045)
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读者服务部：（010)68523946 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷
各地新华书店经销
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开本880×12301/16 印张 １字数 26 千字 2013年7月第一版 2013年7月第一次印刷
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书号：155066·1-47368定价　18.00元
如有印装差错 由本社发行中心调换
版权专有 侵权必究举报电话：（010)68510107 GB/T 29542—2013
前 言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国风机标准化技术委员会(SAC/TC187)归口。 本标准起草单位：西安陕鼓动力股份有限公司、沈阳鼓风机集团股份有限公司。 本标准主要起草人：梁淑雯、梅元平、陈凤义、郑华、洪士强。 GB/T 29542—2013
工业尾气能量回收透平膨胀机
1范围
本标准规定了工业尾气透平膨胀机的基本设计、联轴器及护罩、控制和仪表、检查和试验、保证、涂装及包装与运输的最低要求。
本标准适用于轴流式工业尾气能量回收透平膨胀机（以下简称“膨胀机”）。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T191包装储运图示标志 GB/T 2100 - -般用途耐蚀钢铸件 GB/T 3766 液压系统通用技术条件 GB/T 6557 # 挠性转子机械平衡的方法和推则 GB/T 9239.1 机械振动恒态（刚性)转子平衡品质要求第1部分：规范与平衡允差的检验 GB/T 11345 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级 GB/T12467.3金属材料熔焊质量要求第3部分：般质量要求 GB/T 13306 标牌 GB/T 26137 高炉煤气能量回收透平膨胀机热力性能试验 JB/T 4365 专用的润滑、轴密封和控制油系统 JB/T 6887 风机用铸铁件技术条件
3术语
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
工业尾气能量回收透平膨胀机industrial off-gas energy recovery turbine expander 利用工业尾气（例如：裂解烟气、硝酸废气等）膨胀，将热能转化为机械能的透平机械。
3.2
工作转速 working speed nr 在设计工况下膨胀机功率输出轴的转速。
3.3
最低连续运行转速min continuous operating speed nmin 膨胀机转子在规定工况范围内允许连续运行的最低转速（r/min）。
3.4
最高连续运行转速max continuous operating speed Nmax
1 GB/T 29542--2013
膨胀机在规定工况范围内允许连续运行的最高转速（r/min）。一般情况下,该转速依据被驱动的耗功机械的最高连续工作转速来确定。nmax≤1.05 nr。 3.5
跳闸转速 trip speed nt 通过超速装置自动跳闸时的转速。电气控制跳闸取 nt=1.08 n.;机械控制跳闸 nt=1.10 nr。
3. 6
超速试验转速 over-speed test speed ns 对膨胀机转子的安全可靠性进行验证时的转速（r/min），--般取 n。一1.15 n～1.2 nrc
3.7
额定工况 rated condition 在规定的条件下，膨胀机发出额定功率的运行工况。
3.8
轴端密封 shaft end seal 限制工作介质泄漏的主轴端部密封。
4 膨胀机 4.1要求 4.1.1膨胀机及其辅助设备的设计应在规定的使用条件下，包括在启动、停机及瞬时超负荷的情况下连续运行。 4.1.2膨胀机及其辅助设备的布置和结构应便于操作及维护。 4.1.3为便于装配和拆卸，膨胀机应提供起吊环、吊环螺钉、顶起螺钉及导杆。在中分面上，顶起螺钉接触处应加工出凹坑或采取其他措施，以防顶起上半机壳时损坏结合面。 4.1.4静叶调节装置、轴承结构、轴端密封及油系统应设计成在膨胀机及其辅助设备运行或停机期间能防止湿气、灰尘及杂质的侵人。 4.1.5润滑、动力油系统及其相关部件应配备有加热、冷却功能，其设计规范见表1。
表1冷却系统水程设计规范
项目
设计参数 1.5 m/s~2.5 m/s
管内水速最大允许工作压力(表压) 试验压力(1.5倍最大允许工作压力)（表压) 最大压力降最高进口温度最高出口温度最大温升最小温升
0.7 MPa 1. 05 MPa 0.1 MPa 35 ℃ 50 ℃ 20 ℃ 10 ℃
2 GB/T 29542--2013
4.6转子 4.6.1膨胀机转子一般采用挠性轴，也可以采用刚性轴。在运转条件下，刚性转子的一阶临界转速 nerl≥1.25 n。挠性转子的一阶临界转速 ner1≤0.85 nmin，二阶临界转速 ner2≥1.25 nr。 4.6.2转子需进行超速试验，超速时间不少于1 min。 4.6.3转子需进行横向振动及轴系扭曲振动分析计算，装配后应进行动平衡校正。当结构采用能拆卸的独立轮盘，轮盘应在装配前单独做动平衡。 4.6.4主轴一般用锻钢制成。当工作介质为高温或腐蚀性气体，主轴应采用耐高温或耐腐蚀的锻钢。 4.6.5在主轴上探测径向轴振动和轴向位移的传感环面应和与轴承相配合的轴颈同轴，其表面不得用硬物刻划符号，不得有造成表面不连续的油孔或键槽。该环面不得喷镀、涂镀或装设轴套，其最终表面粗糙度Ra 值应为 0.4 μm～0.8 μm。该环面应经退磁处理,使其电的和机械的综合跳动值不超过最大许可峰-峰振幅值的25%或下列值（两值中取较大者）：
a）径向振动探头探测的传感环面:6 μm。 b）轴位移探头探测的传感环面：13μm
4.6.6经过退磁或其他方法处理的轴振动测量环面，其剩磁不得超过0.000 5T(5Gs）。 4.6.7推力盘两止推表面的表面粗糙度Ra 值应不大于0.4 um,推力盘任一侧表面总的轴向跳动不应超过13 μm。 4.7级间密封
定子和转子之间的密封应为迷宫式密封。密封片装在定子或转子上。密封片的安装应便于大修时更换。 4.8轴端密封 4.8.1轴端密封一般采用迷宫式加注入惰性气体的充气密封，或其他型式的密封，以确保工作介质不外泄。 4.8.2密封的充气压力应与膨胀机的内部压力进行差压控制，以限制过量密封气体进人工作介质。最高密封充气压力应大于或至少应等于机壳中的滞留压力。 4.8.3　充气密封的充气系统应能在工艺流程投产之前投人运行。 4.9轴承和轴承箱· 4.9.1在整个允许的间隙范围内，径向轴承应能提供足够的阻尼，以保证膨胀机在规定的运行转速范围内（包括临界转速）空载或负载运行时，转子的振动不超过规定的最大峰-峰振幅值。 4.9.2止推轴承应采用在轴衬体上镶有轴承合金（巴氏合金)的多块瓦结构，以承受双向相等的轴向推力。当瓦块之间的厚度有较小的误差时，有自调特性的、两侧摆动的瓦块能保证每块瓦承受相等的推力载荷。 4.9.3推力轴承的推力盘可与主轴为一整体，也可是可更换的分体式结构。分体式推力盘与主轴之间的配合应采用过盈配合。 4.9.4止推轴承负荷应按不超过轴承最大额定负荷的50%选取。最大额定负荷为连续运行产生最小允许油膜厚度的负荷或瓦块上的最高温度处不超过巴氏合金蠕变或屈服强度时的负荷，取两者之中的较小值。 4.9.5膨胀机的轴承箱一般采用分体式结构，通过一定的连接方式与机壳连为一体，以确保轴承对中的可靠性和重复性。 4.9.6在轴承箱中，润滑油的泡沫应最少，回油管路截面要大,排油系统要使轴承箱中的油位和泡沫面
? GB/T 29542—2013
始终低于油封。 4.9.7轴承箱上应能安装测振仪表，并在每一付轴承附近留有放置非接触式测振探头的空间和位置。 当使用两个非接触式测振探头时应沿圆周方向相隔90°布置。 4.9.8轴承箱内安装有油封，用以阻止润滑油外泄和外部灰尘侵人，同时阻止由轴端密封处外泄的高温气体进人轴承箱，造成润滑油老化。 4.9.9为保证热胀过程中轴承箱与机壳同轴，双支结构膨胀机的轴承箱体在轴向、径向应设有导向键，以便在底座上可以定向滑动。 4.10平衡与振动 4.10.1　平衡校正 4.10.1.1膨胀机转子组装后应进行动平衡校正。刚性转子的动平衡校正可按GB/T9239.1进行。 4.10.1.2转子进行动平衡校正时，其剩余不平衡量应不超过式（1)的计算值或质量偏心矩250μm，两值中取较大值。
U = 6 350 W/nmax
(1)
式中: U —剩余不平衡量，单位为克毫米（g·mm）； W-轴颈处静载荷,单位为千克(kg); nmax一-最高连续运行转速，单位为转每分（r/min）。 当质量偏心矩单位用μm表示，其计算公式为剩余不平衡量/轴颈处的静态质量载荷
[U/1 000 W]. 4.10.1.3动平衡校正过程中，当剩余不平衡量超过规定时，可在轮毂（或轮盘）端面配置调整块、调整条或调整螺钉进行平衡，并用螺钉牢固。 4.10.1.4，挠性转子的平衡方法可按GB/T6557进行。 4.10.2振动测量 4.10.2.1膨胀机在规定工作转速范围内的任一转速下进行机械运转试验时，在靠近径向轴承的任意环面上所测得的未滤波的峰-峰振幅值不应超过式（2)的计算值或25μm，两值中取较小值。
/12 000 nmax
A =25. 4
.(2)
式中: A一未滤波的轴振动振幅值，单位为微米（μm）,是真实的峰-峰振幅值; nmax 最高工作转速，单位为转每分（r/min）。 当膨胀机在最高连续运行转速与跳闸转速之间的任意转速下运行时，其振幅值应不超过1.5倍最
高连续运行转速下记录的最大振幅值。 4.10.2.2如果膨胀机主轴存在电的或机械的径向圆跳动，则在进行机械运转试验时，从测得的振幅信号中可以矢量地减去0.25A，A值按式（2)计算。 4.11润滑油和动力油系统 4.11.1润滑油系统应符合JB/T 4365的规定。 4.11.2动力油系统应符合 GB/T 3766 的规定。 4.12盘车装置 4.12.1膨胀机应配备有电动或液动的盘车装置。
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