[發明專利]一種汽輪機蝸殼進汽的固體顆粒分離裝置及其方法

有效

• 申請號: 201410344511.5
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN104131848B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 劉定平;闞銀輝;張冰潔
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F01D25/24
• 分類號: F01D25/24;B01D50/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及火力發電廠汽輪機進汽裝置，尤其涉及一種汽輪機蝸殼進汽的固體顆粒分離裝置及其方法。

背景技術

近年來，隨著我國超(超)臨界機組的大規模建設，蒸汽參數大幅度提高，新的問題和技術挑戰不斷出現，特別是汽輪機中固體顆粒侵蝕(SPE)問題已日趨嚴重。SPE是指是指從鍋爐的過熱器、再熱器及主蒸汽和再熱蒸汽管的內表面剝落下來的堅硬的氧化鐵粒子(或稱“顆粒”)，隨蒸汽流入汽輪機，使之造成的一種機械損傷。它們在高速撞擊和磨削的聯合作用下侵蝕噴嘴、動葉片及其圍帶、阻汽片等通流部件金屬材料。SPE問題并非超(超)臨界機組所特有，只是在蒸汽參數較低時SPE問題的程度較輕，汽輪機內效率下降的速率相對較緩，但隨著運行年限的增加，這一問題就會逐漸凸顯。而SPE這一頑癥在高蒸汽參數下，對汽輪機的機械損傷更為嚴重，并對超(超)臨界汽輪機高溫葉片等部件的可靠性和經濟性產生不利影響。

超(超)臨界火電機組具有顯著的節能和改善環境的效果，為了大力推動節能減排和環境保護，我國政府已將火力發電的產業政策調整為優先發展600～1000MW等級的超(超)臨界技術。因此，在火電發展的同時，研究及時排除固體顆粒的方法和裝置，避免其對汽輪機的機械損害十分必要。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種汽輪機蝸殼進汽的固體顆粒分離裝置及其方法，減輕固體顆粒物侵蝕對汽輪機的機械損害，降低煤耗，實現發電機組的高效節能運行。

本發明通過下述技術方案實現：

一種汽輪機蝸殼進汽的固體顆粒分離裝置，包括蝸殼，蝸殼具有一環形蒸汽通道4，環形蒸汽通道4的一端設有供蒸汽進入的進汽口1，另一端設有供蒸汽流出的軸向圓形通道6；蒸汽在環形蒸汽通道4內的流動方向與在軸向圓形通道6內的流動方向相差90°。蒸汽切圓周進汽口1進入環形蒸汽通道4內圓周運動后，沿軸向流出軸向圓形通道6，即垂直指向紙面內部的方向流出。蒸汽在蝸殼內的整個流動過程近似于離心式風機的逆向流動。

沿軸向流出軸向圓形通道6，即可均勻分布到汽輪機靜葉片，達到分流的作用。

所述環形蒸汽通道4內設置有用于分離蒸汽中固體顆粒的過濾分離網2。

蒸汽由進汽口1進入蝸殼，沿蝸殼的環形蒸汽通道4周向流動，通過軸向圓形通道6軸向流出。

所述環形蒸汽通道4的進汽口1設置為蒸汽沿切向進入。

在蝸殼外部設置有用于收集被過濾分離網2阻攔的固體顆粒的集渣斗3。

所述集渣斗3的底部設有用于定期清理固體顆粒的閥門。

所述過濾分離網2傾斜安裝在環形蒸汽通道4內。

所述軸向圓形通道6與環形蒸汽通道4面積相等：或者軸向圓形通道6的面積小于環形蒸汽通道4的面積。

采用上述固體顆粒分離裝置分離汽輪機蝸殼進汽中固體顆粒的方法：蒸汽夾帶固體顆粒自進汽口1沿圓周切向進入蝸殼后，流經環形蒸汽通道4、過濾分離網2，固體顆粒在離心力的作用下，沿環形蒸汽通道4內側壁流動，當經過過濾分離網2時被阻擋進入集渣斗3中，而流過過濾分離網2的蒸汽繼續流動，并沿環形蒸汽通道4旋流后再進入軸向圓形通道6，并在軸向圓形通道6內90°轉向，被濾除固體顆粒后的蒸汽進入汽輪機，完成蒸汽與固體顆粒的分離。

相對于現有技術，本發明具有如下優點和有益效果：

1、環形蒸汽通道4內設的過濾分離網(光滑不銹鋼篩網)，可將蒸汽中夾帶的固體顆粒阻擋在過濾分離網之后，使之進入集渣斗3，有效減少蒸汽中的固體顆粒含量，減輕了對汽輪機的機械損害。

2、蝸殼采用環形蒸汽通道結構(蝸旋式)，高參數蒸汽夾帶固體顆粒進入環形蒸汽通道內，由于其固體顆粒具有較大的單位質量，慣性較大，在環形蒸汽通道的彎道處，由于離心力的作用，固體顆粒有一定的沿徑向的分速度，沿著環形蒸汽通道的外壁被甩向集渣斗中，而干凈的蒸汽繼續流動，通過軸向圓形通道后再進入汽輪機中。安裝集渣斗、閥門便于定期排渣。

3、環形蒸汽通道具有分流、整流作用。蒸汽初始沿進汽口1流入環形蒸汽通道，沿軸向流出軸向圓形通道，軸向圓形通道與進汽口1截面面積相同，可保證蒸汽進入汽輪機靜葉的流速不降低或略有提高。同時由于蝸旋式作用，使得蒸汽流出處流速分布均勻，有利于汽輪機靜葉片的工作。

4、將固體顆粒物對價格昂貴、較難維修的汽輪機的損害降低，并使對汽輪機的磨損轉移到蝸殼內。同時保證了高質量的進氣狀態。具有分離、分流的雙重功效。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

具體實施方式