!"型烟气轮机的开发和应用
方文
兰州炼油化工机械厂#$%%&%
摘要烟气轮机是炼油厂催化裂化装置能量回收系统的关键设备’我国继()#*年开发研制成功$%%%+,!"型小功率烟气轮机之后-又相继开发成功了&%%%.(*%%%+,大功率双级烟气轮机-在全国各炼油厂得到了广泛的应用’使用情况表明-!"型烟气轮机性能优良/运行平稳/节能效果十分显著’该文从设计/制造/运行三方面介绍了!"型烟气轮机的特点’
关键词!"型烟气轮机开发与研制特点
0前言
利用烟气轮机回收高温烟气中的能量-是催化裂化工艺上的一个技术进步-也是一项重要的节能措施’烟气轮机是高温/高速大型旋转机械-使用条件十分苛刻-无论从设计上还是制造上难度都很大’早在#%年代初期-机械厂会同中国石化集团北京设计院/中国科学院工程热物理研究所开始催化裂化装置高温烟气能量回收的试验研究工作’()#&年1月第一台烟气轮机2功率$%%%+,3在兰州炼油化工总厂机械厂试制完成’()#*年((月在抚顺石油二厂一次投运成功’到目前为止-已生产!"型单/双级烟气轮机&)台-功率4%%%.()4%%+,’
5大功率烟机的设计特点
560气动设计
叶片叶型关系到烟气轮机的效率’开发初期-是在原有的748%燃气轮机叶片的基础上进行部分模化-然后修正叶型-其设计效率为#49.#192单级型烟气轮机3-与国外烟机相比效率较低’在设计大功率烟气轮机时-经过大量的试验研究-决定采用双级型式的烟气轮机’采用双级烟气轮机-可降低气体流速-即降低叶片的磨损速率-其效率比单级烟机高*9.(%9’另外-在新叶型设计过程中-对转速/轮盘直径/叶片高度/各级焓降比/动静叶出气角/各级中部反动度的合理匹配均进行优化设计-又兼顾了减少磨损-提高效率两方面的要求-使大功率烟气轮机绝热效率达*19以上-与国外同期的先进水平相当’565结构设计
大功率烟气轮机仍采用轴向进气/径向排气/整体式排气机壳和转子悬臂支承结构-以确保烟气中催化剂颗粒均匀分布和增强机壳的承载能力’大圆弧齿叶根和倾斜榫齿改变了轮盘和叶片榫齿的应力状况-增大了安全裕度-确保了轮盘和叶片在大离心力的作用下长期稳定运行’轴输出端采用了无键联结技术-改变了轴端的应力状态’流道设计中-参照国外的经验设置了防冲蚀台阶’为了增加推力瓦块的承载能力-止推轴承设计为金斯伯利轴承’
56:材料选用
随着炼油工艺技术的改进和提高-烟气的温度也越来越高’例如-重油催化裂化装置烟气轮机设计温度已高达#%%;以上’为了满足工艺需要-烟气轮机在选材上也在不断提高’初期制造的轮盘/主轴材料均为<=$1合金-叶片为铸造的>($合金-适宜在较低的工作温度下使用’!"?&%%%@型烟气轮机主轴和轮盘采用<=($4铁基高温合金-叶片材料不变-可以用在&#%;工作温度下’对于#%%;或更高的工作温度的烟气轮机-例如为济南炼油厂生产的!"?(%%%%@型烟气轮机-轮盘和叶片均选用了,A B C A D E F镍基高温合金’主轴用@G H G1$1%合金-并
收稿日期I()))J(4J%&
作者简介I方文-工程师-()#*年毕业于兰炼职工大学炼机专业-从事技术工作44年-现任兰州炼油化工机械厂技术科科长’获省新产品/新成果二等奖(项K获石化总公司科技进步三等奖(项K已发表论文$篇-参编行业标准(项’
动设备石油化工设备技术-4%%%-4(243L$%L
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