[發明專利]煙氣輪機工質中的顆粒分離裝置

有效

• 申請號: 201210126068.5
• 申請日: 2012-04-26
• 公開（公告）號: CN102628379A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 田夫;袁國凱;馬明;趙廣;王曉放
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F01D25/00
• 分類號: F01D25/00;B01D45/12
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明屬于能源利用領域，涉及一種煙氣輪機工質中的顆粒分離裝置。

技術背景

在石油、化工、冶金、水泥等行業，經常會產生不同組分的廢氣、煙氣、低品質蒸汽等副產品。這些副產品簡稱為煙氣，這些煙氣如果直接排入大氣，不但會浪費大量的能源，而且會對環境造成污染，目前一般采用不同形式的煙氣渦輪加以回收和利用。

煙氣輪機是能量回收型透平機械，它的工質為煉油、化工、電力和冶金行業工藝過程中產生的具有一定壓力的高溫廢煙氣，工質通過煙氣輪機膨脹輸出軸功，用以驅動其它機械或帶動發電機發電。

但由于煙氣這種工質中含有大量的微米級塵埃顆粒、大分子團催化劑顆粒、含硫粉末顆粒等，這些顆粒在煙氣輪機內流動過程中，對煙氣輪機的葉片沖蝕問題非常嚴重。通常煙氣輪機在運行一段時間后，就需要進行大修，更換由于由沖蝕原因而損壞的葉片。例如，上世紀中后期，美國某公司生產的第一臺工業用煙氣輪機，在俄亥俄州煉廠僅運轉了750小時就因沖蝕而報廢；我國某大型石化煉油廠在催化裂化工藝過程中使用某型煙氣輪機回收能量，在實際運行中由于沖蝕問題，其動葉、靜葉更換周期也只有兩個月，嚴重影響了生產裝置安全平穩運行，也減低了節能降耗的效能。

工質中的顆粒對葉片的沖蝕問題造成煙氣輪機運行周期短、運行成本高、工作不穩定，因此如何解決這一問題對于節能環保意義重大。

發明內容

為解決工質中的顆粒對煙氣輪機葉片的沖蝕問題，提出煙氣輪機工質中的顆粒分離裝置。

本發明的技術方案如下：

一種煙氣輪機工質中的顆粒分離裝置，包括軸、內環體、連接桿件、外環體、外環內襯套、出氣蝸殼和進氣管段。軸、內環體、連接桿件組合成為一個整體后，與外環體通過連接桿件共同組成旋轉部件；外環內襯套安裝在外環體的內壁上；出氣蝸殼、進氣管段是靜止部件，分別安裝在兩側，安裝時需要保證各部件密封結構的配合。

軸是整個裝置的旋轉軸，軸的一端與煙氣輪機主軸相連，另一端通過過盈配合與內環體相連接。

內環體是一個圓環形狀的旋轉部件，內環體的一側帶有高低齒式密封結構。

連接桿件是橫截面形狀為圓形的桿件，3個一組，在內環體的圓周方向成120度方向布置，共計2組。

外環體是由直徑不等的兩段圓環組成，在兩段圓環之間形成階梯式結構，外環體的兩端都帶有高低齒式密封結構。

外環內襯套是一個圓環，材料為軟金屬，其硬度小于煙氣中顆粒的硬度。

出氣蝸殼是徑向出氣蝸殼，在蝸殼的內圓上帶有高低齒式密封結構。

進氣管段的一側為法蘭結構，另一側帶有高低齒式密封結構。

本發明的有益效果是將煙氣輪機工質中的大部分顆粒分離出去，減弱了顆粒對煙氣輪機葉片的沖蝕程度，煙氣輪機的葉片壽命得到延長，不需要頻繁地更換葉片，解決了煙氣輪機的工作周期短、運行成本高問題，提高了煙氣輪機的經濟性。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步說明。

圖1(a)為煙氣輪機工質中的顆粒分離裝置的結構示意圖。

圖1(b)為煙氣輪機工質中的顆粒分離裝置的剖視圖。

圖2(a)為軸、內環體、連接桿件的連接示意圖。

圖2(b)為連接剖視圖。

圖3(a)為內環體的外形圖。

圖3(b)為內環體的剖視圖。圖中3-1為內環體的高低齒式密封結構。

圖4(a)為外環體的外形圖。

圖4(b)為外環體的剖視圖。圖中4-1部分為密封結構，圖中4-2為兩段圓環之間的階梯式結構。

圖5(a)為外環內襯套的外形圖。

圖5(b)為外環內襯套的剖視圖。

圖6(a)為出氣蝸殼的外形圖。

圖6(b)和圖6(c)為出氣蝸殼的剖視圖。

圖7(a)為進氣管段的外形圖。

圖7(b)為進氣管段的剖視圖。

圖8為裝置的工作示意圖。圖中A處箭頭代表煙氣的流動方向，N處箭頭代表軸旋轉的方向，B處箭頭代表顆粒受到的離心力方向，C處為密封結構，D處為阻擋顆粒進入煙氣輪機內部的外環體階梯式結構。

圖中：1軸，2內環體，3連接桿件，4外環體，5外環內襯套，6出氣蝸殼，7進氣管段。

具體實施方式