烟气轮机培训讲座课件.pdf

第第 1212 章 章 烟气轮机烟气轮机 第第 1212章章 烟气轮机烟气轮机 烟气轮机 (又称烟气透平)是以烟气为工质，将工质的热能和压力能转变为机 械能的原动机。烟气轮机在石油炼厂流化催化裂化装置再生烟气能量回收系统中 已得到广泛的应用。 12.1 烟气轮机的分类和特点 1）按结构形式分 分为单级和多级烟气轮机。 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要高。目前，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%。 2）按照烟气在级内流动方向分 分为轴流式和径流式烟气轮机。 烟气在级内轴向流动的称为轴流式烟气轮机。通常所见的大多数烟气轮机为 轴流式，因为轴流式容许流过的工质流量较大，结构上易做成多级型式，能够满 足高膨胀比和大功率要求，效率又较高。此外，轴向进气可使烟气进入烟气轮机 机时能稳定流动，以确保烟气中的催化剂颗粒均匀分布。 烟气在级内径向流动的称为径流式烟气轮机 (或称向心式)。径流式适宜用于 小功率场合。但它存在着离心分离作用，容易产生颗粒集中的倾向，入口压力损 失较大。 如图 12－1 和图 12－2 分别是我国制造的 YLI 型单级轴流式烟气轮机外形 图和剖面图。图 12－3 和图 12－4 分别是 YLII 型两级轴流式烟气轮机外形图和 剖面图。 图 12－1 YLI 型单级轴流式 图 12－2 YLI 型单级轴流式 烟气轮机外形图 烟气轮机剖面图 1 图 12－3 YLⅡ型两级轴流式 图 12－4 YLII 型两级轴流式 烟气轮机外形图 烟气轮机剖面图 12.2 烟气轮机级的工作原理 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。级是烟 气轮机最基本的工作单元。它主要由一列静叶片和一列动叶片组成。图 12－5 表示烟机某一级的热力参数变化情况，静叶片前截面(即级进口截面)用 0－0 表 示，静叶片和动叶片之间的截面用 1－1 表示，而动叶片后截面(即级出口截面) 用 2－2 表示。这三个截面通常称为级的特征截面，其气流参数分别注以下标 0、 1 和 2 表示。 图 12－5 级中气流参数的变化情况 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 Po 膨胀到 P ，温度由To 下降到 T ，气流速度相应地由 Co 升至 C 。在 1 1 1 动叶流道内，烟气从静叶以很高的速度喷向动叶，在动叶流道内顺着流道的形状 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 Fu 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 。F 在轴向的分力Fa，必须要由轴向止推轴承来承受，以避免产生过