合成气压缩机透平耗汽量大的原因探讨与检修总结.doc

合成气压缩机组蒸汽轮机 耗汽量大的原因探讨与检修总结 摘 要 通过对冲动式汽轮机工作原理的简要介绍和对汽轮机级内部损失动叶顶部漏汽损失叶顶漏汽量概 述 陕西渭河煤化工集团有限责任公司年产30万吨合成氨装置的合成气压缩机组(K1850/ST1870)由美国迪拉瓦公司（DELAVAL）设计制造，由高压背压式透平(ST1870)和高压缸(9BL26)以及低压缸(9B26)压缩机串联组成，高低压缸分别位于透平排汽侧和进汽侧。 1 透平简介 合成气压缩机组透平为2级冲动式背压汽轮机，前后端均由挠性板支撑，保持机组在所有操作条件下对中良好。壳体支撑处于环境温度下保持壳体和转子在垂直方向上对中良好，高压侧挠性板保持透平高压侧横向对中，但允许轴向膨胀；低压侧挠性板支撑和下壳体用键定位并用螺栓连接，保持壳体轴向膨胀定位(死点)但允许壳体横向膨胀。整个透平缸体为双缸体设计。汽轮机径向轴承为可倾瓦轴承；止推轴承为金氏伯雷轴承，但止推轴承主副推力瓦块分别位于径向轴承两侧，径向轴承的轴承壳体兼作止推轴承基环轴向定位件，与轴为一整体位于径向轴承两侧轴上的凸台侧面为推力面直接向瓦块传递推力。透平转子的轴和轮毂为一整体锻件，轮盘上钻有平衡孔。叶片顶部和围带为铆钉连接，叶片叶根型式为枞树型。汽轮机主要部件材质见表1。 表1 汽轮机主要部件材质 部件名称 材质 上缸体 A217. GR WC9 缸体 下缸体 A217.WC6 叶片 AISI422 喷嘴 A276.TYPE 405 轴 A470.CLASS.8 轮毂 A470.CLASS.8 蒸汽室 A217. GR WC9 隔板 A204.GRADE B 喷嘴环 A182.F22 围带 AISI TYPE 422 汽封 加铅的镍铜锌合金 高压背压式透平ST1870从S1蒸汽管网吸汽(10.0MPaA，520℃)作功后其排汽(4.3MPaA)直接进入全厂的S2蒸汽管网，供S2管网上的其它用户使用。蒸汽透平主要性能参数见表2。 表2 蒸汽透平主要性能参数 项目 参数 制造厂 DELAVAL TUEBINE DIVISION 型号 GJ-MV-NC 级数 2 进汽压力（MPaG） 10.0 进汽温度（℃） 520 排汽压力（MPaG） 4.20 排汽温度（℃） 412 进汽量（t/h） 152.53 排汽量（t/h） 147.54 额定功率（kw） 8148 额定转速（r/min） 11500 第一临界转速（r/min） 7400 第二临界转速/脱扣转速 13280（r/min） 调速范围（r/min） 8050~12075 旋转方向(自进汽端看) CCW 2冲动式蒸汽轮机的工作原理 由力学可知，当一运动物体碰到另一静止的或运动速度较低的物体时，就会受到阻碍而改变其速度，同时给阻碍它的物体一个作用力，这个作用力称为冲动力。根据冲量定律，冲动力的大小取决于运动物体的质量和速度变化，质量越大，冲动力越大；速度变化越大，冲动力也越大。若阻碍运动的物体在此力作用下产生了速度变化，则运动物体就做了机械功。这种利用冲动力作功的原理，称为冲动作用原理。 在蒸汽轮机中,蒸汽在喷嘴或动叶片中发生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能。高速汽流流经动叶片时，由于汽流方向改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮旋转作功，将蒸汽的动能变成轴旋转的机械能。由于动能转变为机械能的方式不同，便有不同工作原理的汽轮机。汽轮机按工作原理分冲动式汽轮机和反动式汽轮机。冲动式汽轮机中蒸汽的压力降产生在隔板的中，反动式汽轮机中蒸汽的压力降产生在装在汽缸上的静叶片和装在转子上的动叶片中。冲动式汽轮机动叶前后压差小，而反动式汽轮机动叶前后压差大，所以冲动汽轮机轴向推力小，而反动式在理想情况下，汽轮机级内热能转换为机械功的最大能量等于蒸汽在级内的理想比焓降。实际上由于级内存在着各种各样的损失，蒸汽的理想比焓降不可能全部转变为机械功。凡是级内与流动时能量转换有直接联系的损失，称之为汽轮机级的内部损失。否则，则称为汽轮机的外部损失。 　　汽轮机级的内部损失一般有喷嘴损失Δhnξ、动叶损失Δhbξ、余速损失Δhc2、叶高损失Δh1、撞击损失Δhα1、扇形损失Δhθ、叶轮摩