[發(fā)明專利]高溫高塵含量煙氣輪機(jī)可調(diào)式靜葉組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110376386.2
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN102373965A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建;張智軍;劉盛宙;師亞洲;任小兵;王建
• 申請（專利權(quán)）人: 成都發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司
• 主分類號(hào): F01D9/02
• 分類號(hào): F01D9/02;F01D17/12
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 呂建平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煙氣輪機(jī)中用于將煙氣從進(jìn)口引導(dǎo)進(jìn)入動(dòng)葉流道的靜葉組件，特別涉及一種以高溫高塵含量煙氣為工作介質(zhì)的煙氣輪機(jī)靜葉組件。

背景技術(shù)

煙氣輪機(jī)是回收煙氣能量的裝置，由靜葉片和固定靜葉片的靜葉環(huán)組成的靜葉組件是影響煙氣輪機(jī)效率的關(guān)鍵部件之一，工作介質(zhì)煙氣在靜葉組件靜葉片引導(dǎo)下進(jìn)入煙氣輪機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)葉片之間的流道內(nèi)膨脹作功，將煙氣攜帶的壓力能和熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，回收煙氣能量。煙氣輪機(jī)的工作效率，除了主要取決于煙氣在轉(zhuǎn)子動(dòng)葉片流道內(nèi)的流動(dòng)情況之外，還取決于煙氣在靜葉流道內(nèi)的流動(dòng)情況，而煙氣在靜葉流道內(nèi)的流動(dòng)情況除了取決于靜葉片之間的流道形狀外，還取決于煙氣量的大小，當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生的煙氣量與煙氣輪機(jī)設(shè)計(jì)工況點(diǎn)煙氣量一致時(shí)，煙氣在靜葉引導(dǎo)下以設(shè)計(jì)流速進(jìn)入動(dòng)葉片之間的流道，煙氣輪機(jī)的工作效率最大，煙氣中的能量得到最大限度地回收。煙氣輪機(jī)一般是按生產(chǎn)系統(tǒng)年平均煙氣量進(jìn)行工況設(shè)計(jì)。但生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生的煙氣量隨季節(jié)變化較大，且冬季平均、夏季平均、年平均工況點(diǎn)的跨度較大。對于生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生的煙氣量大于煙氣輪機(jī)設(shè)計(jì)工況煙氣量，由于受生產(chǎn)系統(tǒng)其相關(guān)裝置的限制，實(shí)踐中往往采取將一部分煙氣直接排放，如石油化工行業(yè)催化裂化生產(chǎn)系統(tǒng)，生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行過程中要求再生器壓力恒定，為了保證再生器壓力恒定，采取將一部分高溫?zé)煔饨?jīng)旁路減壓后送入廢熱鍋爐回收熱能，造成了該部分煙氣壓力能的浪費(fèi)。當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生的煙氣量低于煙氣輪機(jī)設(shè)計(jì)工況煙氣量，由于煙氣在靜葉流道內(nèi)的流速較慢，與轉(zhuǎn)子動(dòng)葉片之間的流道不能很好地匹配，煙氣輪機(jī)的工作效率降低，也不能充分回收煙氣攜帶的能量。

為了解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中開發(fā)出來了一種可對靜葉片流道進(jìn)行在線調(diào)節(jié)的靜葉組件，靜葉組件采用由電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)或液壓伺服機(jī)構(gòu)構(gòu)成的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)對靜葉片方向，即葉片流道進(jìn)行在線調(diào)節(jié)，以適應(yīng)煙氣量的變化，使靜葉流道與動(dòng)葉流道匹配，提高煙氣輪機(jī)的效率，回收煙氣的攜帶的能量。但這種結(jié)構(gòu)的可調(diào)靜葉組件，對于溫度大于600℃、含塵量比較大的煙氣，由于煙氣輪機(jī)存在工作介質(zhì)高溫密封性差，以及粉塵堆積，會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)鎖死，靜葉流道調(diào)節(jié)失效。因此，在生產(chǎn)實(shí)踐中，工作介質(zhì)為高溫、高塵含量的煙氣輪機(jī)，其靜葉組件仍為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即靜葉組件的靜葉片與靜葉環(huán)采用止口定位，通過焊接固定聯(lián)接，靜葉組件通過螺栓聯(lián)接固定在進(jìn)氣機(jī)殼的導(dǎo)流錐端面上。因此，具有這種靜葉組件結(jié)構(gòu)的高溫高塵含量煙氣輪機(jī)仍存在著上面所述的問題，即當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生的煙氣量與煙氣輪機(jī)設(shè)計(jì)工況不一致時(shí)，不能充分回收煙氣攜帶的能量，煙氣輪機(jī)效率低。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的高溫高塵含量煙氣輪機(jī)靜葉組件存在的問題，本發(fā)明的目的旨在提供一種全新結(jié)構(gòu)的靜葉密封組件，以克服現(xiàn)有技術(shù)的靜葉組件的靜葉片方向不能隨煙氣量工況變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，致使煙氣輪機(jī)工作效率低，不能充分回收煙氣攜帶的能量等問題。

本發(fā)明提供的用于高溫高塵含量煙氣輪機(jī)的靜葉組件，其結(jié)構(gòu)包括：一個(gè)固定在進(jìn)氣機(jī)殼的導(dǎo)流錐端面上的靜葉環(huán)，靜葉環(huán)斷面成“L”型結(jié)構(gòu)，其環(huán)形槽的槽底設(shè)計(jì)有若干安裝孔；若干靜葉片，靜葉片的葉柄為階梯圓柱體，其與葉身相接的一段圓柱體與所述靜葉環(huán)槽底上的安裝孔配合，與該段圓柱體相接的圓柱體段柱面上設(shè)計(jì)有至少一對用于定位靜葉片安裝方向的對稱平面，外端段圓柱體上加工有聯(lián)接螺紋，與固定螺母配合用于將靜葉片固定安裝在靜葉環(huán)上；與每片靜葉片配套的若干定位塊，定位塊設(shè)計(jì)有方向與定位塊端面成α夾角的定位槽，定位槽槽底加工有靜葉片葉柄從中穿過的安裝孔，定位槽與葉柄設(shè)計(jì)有對稱平面的柱體段配合，構(gòu)成靜葉片安裝方向定位結(jié)構(gòu)，定位塊安裝在靜葉環(huán)的環(huán)形槽內(nèi)，兩端面與環(huán)形槽壁面配合；靜葉片通過其葉柄、定位塊和螺母固定安裝在在靜葉環(huán)的環(huán)形槽底上，通過更換具有不同α夾角定位槽的定位塊，調(diào)節(jié)靜葉片組件葉片之間的流道形狀。

在上述技術(shù)方案中，定位塊上的定位槽為貫通槽，也可為一端開口另一端為盲端的定位槽，為了加工方便，優(yōu)先采用前一種結(jié)構(gòu)，特別是優(yōu)先采用兩槽壁面平行的貫通槽，當(dāng)然與定位槽相配合構(gòu)成靜葉片安裝方向定位結(jié)構(gòu)的所述葉柄圓柱體段上的定位對稱平面也相應(yīng)地設(shè)計(jì)為平行對稱平面。葉柄上的定位平行對稱平面一般設(shè)計(jì)為一對。