烟气轮机结构原理及检修

  一、催化烟机及回收系统二、烟机分类、工作原理及结构三、烟机安装及检修四、烟机故障分析及处理发电机QF—W—220000/25000千瓦/千伏N=3000r/min烟机YL/18000A排气压力:0.107Mpa转速：5325r/min烟机：PH063/1400S3功率：5985KW电机：6000/7500千瓦/千伏安n=1500r/min进口压力：2.4Bar排气压力:1.05Bar转速：5400r/min烟气轮机为反动式透平，与冲动式透平相比，具有较高的效率和较低的气体速度。一般取叶高中部反力度为0.4~0.5。静叶和动叶中的焓降基本相等。以控制气体在静叶和动叶流道中的速度，减少烟气中催化剂固体颗粒对叶片的冲蚀和磨损。动叶片为按自由漩涡流动设计的扭曲叶片；静叶片一般为直叶片。有些机型也设计成扭曲叶片。（1）动叶片型设计得比一般叶片粗、大。其相对厚度比一般叶片大，楔形度高。（2）采用低的展弦比（即动叶叶片弦长相对于叶片高度长），这样利于烟粒子均匀分布，并且气体中的粒子进入动叶流道后可以均匀的由叶片根部冲击到顶部。（3）相对前缘厚度比（2r/b）在偏大范围内，所以头部设计为厚的圆形进气边以增加对气流攻角变化的适应能力，并且减少固有的冲蚀。同轴机组三机组（汽轮机配置）三机组（电动/发电机配置）四机组103、FCC动力回收机组的配置分轴机组两机组111213141、烟机分类世界主要烟气轮机生产公司生产的烟气轮机在结构上主要有两种。一是国产YL型烟机和美国I-R公司和Elliott公司生产的烟机，为轴向进气、径向排气的悬臂支撑结构，有单级和双级两种；另一种类型是德国GHH公司生产的径向进气、径向排气的两端支撑的结构，有三级和四级两种。15国产YL型烟机按结构及形式烟气轮机按结构及形式可分为：单级烟气轮机和多级烟气轮机。静叶和轮盘上装有动叶的工作轮是组成烟气轮机的最基本的工作单元，称为“级”。如果整台烟气轮机只有一个级，称为单级烟气轮机。如果整台烟气轮机包含有两个级，则称为两级烟气轮机；二级以上则称为多级烟气轮机。两级烟气轮机的效率要比单级烟气轮机的高。国内制造的两级烟气轮机的效率约为83%，而单级烟气轮机的效率约为78%。16按照烟气在级内流动方向烟气轮机按照烟气在级内流动方向可分为轴流式烟气轮机和径流式烟气轮机。烟气在级内轴向流动的称为轴流式烟气轮机。大多数烟气轮机为轴流式，能够很好的满足高膨胀比和大功率要求，效率又较高。烟气在级内径向流动的称为径流式烟气轮机（或称向心式），适用于小功率场合。但它存在着离心分离作用。易产生颗粒集中的倾向，入口压力损失较大。17烟气轮机是将烟气的热能和压力能转变为转轴上的机械能的原动机。在静叶流道内，烟气在喷嘴中膨胀，把热能和压力能转变成动能，这时烟气压力由P0膨胀到P1，温度由T0膨胀到T1，气流速度相应地由C0膨胀到C1。在动叶流道内，烟气从静叶道的形状逐渐改变其流动方向。由于气流发生转向，动叶必然有一个力作用于气流，反之气流也一定有一个与之相应的作用力F作用在动叶上，这个力在周向的分力Fa。就推动工作轮不断地旋转，并输出机械功，这就是烟气的热势能转换成转轴上的机械功过程。183、烟机对烟气粉尘的要求含粉尘浓度是造成叶片磨损的根本原因之一。为保证叶片寿命和烟气轮机的效率，一般要求烟气轮机含粉尘浓度不大于200mg/Nm3。颗粒尺寸一般要求大于10μ的不超过8%。因为粒度大的微粒在离心力的作用下易于集中到叶片顶部，造成局部严重磨损。191、烟机结构组成国产YL型烟气轮机为双支点悬臂式烟气轮机。它主要由底座、轴承箱、排气机壳、过渡机壳、进气机壳、转子六大部分所组成。201.4企业应根据本规定，制定本企业加热炉的运行管理规定和实施细则。1.5企业应重视加热炉的节能工作，积极采用新技术、新工艺、新材料、新设备，慢慢地提高加热炉的管理、术、装备水平。1.6热负荷在10MW及以上的加热炉，其热效率应达到87%以上，其中新建加热炉的热效率应达到89%以上；热负荷在10MW以下的加热炉的热效率应达到设计值。1.7在提高加热炉热效率的同时，应避免烟气露点腐蚀点温度。1.8本规定适用于炼油生产装置中的管式加热炉。21222、转子组件及特点转子组件转子组成主要由一、二级轮盘和一、二级动叶片及主轴等组成。一、二级轮盘之间和两级轮盘与主轴之间，以止口定位，并热装在轴端。考虑到轮盘和拉紧螺栓工作时的热膨胀变形等因素后，由有充足预紧力的拉紧螺栓将轮盘和主轴连接固定，并用套筒传递扭矩。23242、转子组件及特点转子组件特点一、二级轮盘为实心结构，采用高温合金材料模锻并加工而成，轮缘开有枞树形叶根榫槽与带枞树形叶根的动叶配合，并用锁紧片将动叶锁紧固定在轮盘的榫槽内，且保留0.1～0.25mm的热膨胀间隙。该转子按刚性转子设计，转子的设计寿命不小于100000h，瞬时转速达到额定转速的105%。252、转子组件及特点转子组件特点为避免一、二级轮盘工作时超温而使其机械强度降低，需要用蒸汽进行冷却。故在一级轮盘中加工有圆周均匀分布6个轴向通孔，也称为平衡孔。这6个轴向通孔有二个功能，一是作为冷却蒸汽通道，二是作为每个轮盘受到烟气压力差的平衡孔。262、转子组件及特点转子组件特点转子运行时，一路冷却蒸汽直接从轴向喷在一级轮盘前侧，对一级轮盘前表明上进行冷却。冷却蒸汽穿过这6个轴向通孔进入一、二级轮盘之间空腔内，对一级轮盘后表面和二级轮盘前表明上进行冷却，最后蒸汽从一、二级轮盘外凸缘对接处之间的5mm间隙中跑出，进入流道。冷却蒸汽量一般都会采用大于入口烟气压力0.1MPa压差控制。272、转子组件及特点一、二级动叶由高温合金精铸或模锻成型，动叶表面均喷涂有高温耐磨涂层“长城一号”，能保证使用30000h不脱落。28进气机壳主要由机壳、导流锥及一级静叶组件组成。进所机壳为不锈钢焊接件，导流锥为不锈钢铸件，并焊接在进气机壳内。一级静叶组件由一级静叶片和镶套组成一个组合件，用螺栓固在进气锥端部。导流锥内安置一条冷却轮盘蒸汽管子，该冷却蒸汽径向进入导流锥，再转折成轴向喷射到一级轮盘上，然后蒸汽穿过一级轮盘的6个轴向通孔（平衡孔）导引至冷却二级轮盘。29进气机壳设置有一条监测一级轮盘温度的温度计承插管子。该承插管子以约60斜插穿过导流锥体延伸到一级轮盘前。这样，烟气轮机工作时温度计可监测到一级轮盘温度。3031过渡机壳主要由过渡壳体、二级导流叶环组件、拉紧螺杆、压把和圆柱头螺钉组成。二级导流叶环组件主要由二级导流叶环体、二级静叶片、迷宫密封、销钉组成。32由进出口法兰、扩压器及壳体组成，为不锈钢焊接整体型。为防止壳体内产生高温热应力，一般壳体厚度较薄，在壳体外表面焊有加强筋。转子与排气壳体之间的轴封，采用蒸汽和压缩空气两组迷宫密封。蒸汽封烟气，压缩空气封蒸汽，且控制三者之间的压差，保证烟气不外泄。 33 34 第一级迷宫气封后端为密封蒸汽口。密封蒸汽用于封住烟气，保证烟气不从 第一段密封处泄漏。密封蒸汽压力一般 高于烟气压力0.1MPa（表）。密封蒸汽 沿二级轮盘后表面作径向流动，冷却二 级轮盘后表面，最后流入流道。 第二级迷宫气封后端为密封蒸汽排气口。密封蒸汽从第二级迷宫气封泄漏出来后 排向大气，以便降低压力防止继续向第 三级迷宫气封泄漏。 35 第三级迷宫气封后端为加净化风密封口。目的是防止烟气和密封蒸汽继续向 第四级迷宫气封泄漏。一般在第三级迷 宫气封后端上加大于密封蒸汽0.05～ 0.1MPa（表）的密封净化风。 第四级迷宫气封后端为密封净化风排出口。从第三级迷宫气封上泄漏出来的 密封净化风在第四级迷宫气封后端排向 大气。 36 冷却蒸汽分成两路进入机壳，一路由喇叭口（锥底）的喷嘴喷射到 一级轮盘中心，沿轮盘表面作径向 流动，其中一部分冷却蒸汽通过轴 向通孔（平衡孔）进入一、二级轮 盘之间的空腔，冷却一级轮盘的后 侧面和二级轮盘的前侧面。另一路 是二级轮盘后的轴端密封蒸汽进入 机壳后，沿二级轮盘后侧面作径向 流动冷却。 37 1、烟气轮机安装 (1)检查烟气轮机底座和轴承箱 (2)烟气轮机底座就位 (3)底座与轴承箱的检查与连接 (4)检查轴承箱中分面和轴承座孔的纵横向 水平度 (5)检查轴承箱上下盖中分面和轴承座孔的 接触面积 (6)放置假轴（也能够使用烟机转子） (7)底座的支承座和排气机壳支耳的清洁 38 1、烟气轮机安装 (8)排气机壳就位安装 (9)找排气机壳与轴承箱同心度 (10)找排气机壳与轴承箱垂直度 (11)排气机壳纵向导向（竖直）键的安装定 (12)调整支耳上定位螺栓的排气机壳热膨胀间隙 (13)测量排气机壳迷宫气封间隙 (14)预测量轴承箱油封间隙 39 1、烟气轮机安装 (15)烟气轮机转子安装就位 (16)烟气轮机找正 (17)测量转子与气封、转子与油封之间的侧 间隙和顶间隙 (18)测量转了轴承间隙 (19)重新检查排气机壳与轴承箱的同心度和 垂直度 (20)转子轴向定位和止推轴承的安装调整 (21)测轴承衬背紧力 40 1、烟气轮机安装 (22)轴位移探头的安装定位（轴位移探头安 装在转子联轴节一侧） (23)安装气封上盖 (24)安装轴承箱上盖 (25)装配过渡机壳 (26)安装永久垫铁 (27)烟气轮机与主机精找正 (28)基础二次灌浆 41 1、烟气轮机安装 (29)装配进气机壳 (30)烟气轮机主机联轴节的安装 (31)装配烟气轮机入口短节 42