[发明专利]一种烟气轮机

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工领域，进一步地说，是涉及一种用于烟气能量回收的 烟气轮机。

背景技术

石油化工领域的催化裂化装置是炼油厂重要的原油二次加工装置，目前我 国正在运行的各种规模的流化催化裂化装置多达百余套。在这些装置中都采用 了烟气轮机进行能量回收，为炼油厂创造了巨大的经济效益。

图1为现有催化裂化烟气轮机动力回收系统流程简图。包括烟气轮机1-1、 空气压缩机1-2、电动机/发电机1-3、齿轮箱1-4，这是国内外最普遍的典型三 机组动力回收系统，再生器1-8的压力采用入口阀1-5和旁路阀1-6分程控制。 图中系统还包括第三级旋风分离器1-7、再生器压力控制器1-9、临界流量喷嘴 1-10、再生器1-8和放空阀1-11。

烟气轮机是一种透平装置，用于回收炼油厂催化裂化装置烟气中的压力势 能和热能。烟气轮机在工作时介质为烟气，通常烟气温度550-730℃，压力1-3Bar (g)，烟气中含有催化剂固体颗粒，其浓度不超过300mg/m3，粒度大于10μ的 不超过3％。由于烟气轮机的工作条件十分恶劣，在国内外催化烟气轮机中，无 一例外采用固定喷嘴的形式，其流通特性与孔板相似。

由于现有催化裂化装置原料和处理量的需要经常调整，烟气轮机大部分时 间偏离设计工况下操作。当烟气流量低于设计值时，为了确保再生器压力保持 恒定，在再生器压力控制器1-9的控制下，旁路阀1-6全关，烟气轮机入口阀1-5 调节在某一开度，即通过阀门节流来实现。当烟气流量高于设计值时，为了确 保再生器压力保持恒定，在再生器压力控制器1-9的控制下，烟机入口阀1-5全 开，旁路阀门1-6控制在某一开度，即依靠旁路放空来实现。无论是放空还是节 流，都将造成能量地损失。

经检索未发现用于烟气轮机可调喷嘴技术，其中相关的现有技术有： CN1057511A、CN1318686A、CN1239533A和US4399651A等，其中与本发明 比较接近的是US4399651A，此专利为流化催化裂化动力回收机组的起动方法， 用增加压缩空气比容的办法，降低起动负荷15％，不能实现全压力能回收，因 而与本发明有实质上的不同。其它三件专利与本发明差别更大，所涉及的动力 机组和方法，以及用途与效果都与本发明有实质上的不同。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种烟气轮机，通过静叶角 度的动态调整，避免了采用阀门调节时的节流或旁路损失，实现催化再生系统 的全压力能回收。

本发明的目的是提供一种烟气轮机，

包括进气壳体1、静叶组件、中间壳体、转子3、转子轴承4、轴承箱、排 气壳体5和底座6，

静叶组件包括静叶片2、静叶内环9、静叶外环11、摇臂15和联动环18；

静叶片2由上转盘20、转轴10、静叶片叶身7和下转盘8组成，且为一整 体结构；材料为高温锻造或铸造合金，采用的上下转盘具有结构上允许的最大 的直径，保证了叶身与转盘具有较大的连接面积，降低工作时叶片转轴处被带 有催化剂颗粒的气流冲蚀断裂的几率，静叶片叶身7的上端面和下端面为球面 的一部分，且为同心球面，同心球面的球心在烟气轮机的中心轴线上，静叶片 叶身7及上下端面(即通流部分)喷涂耐冲蚀的高温涂层。

静叶片的转轴10穿过静叶外环11插入由静叶外环11和中间壳体组成的空 腔内与摇臂15相连，转轴10与装在静叶外环11上的轴承12相配合，在转轴 10与轴承12之间装有填料13，通过压盖14将填料13压紧，静叶片的上转盘 20与静叶外环11相连，静叶片的下转盘8与静叶内环9相连，静叶片的上转盘 20和下转盘8可以在静叶外环11和内环9中转动；

在摇臂15下侧与压盖14之间设有碟簧16，碟簧16采用高温合金，保证静 叶沿径向方向的定位及热态时的预紧力；摇臂15另一端通过摇臂球头17在联 动环18的槽内滑动，联动环18内侧设有与静叶片数相同的通槽，联动环18的 外侧设有两个连接点19与驱动机构相连；

静叶内环9和静叶片叶身7下端面的接合面与静叶外环11和静叶片叶身7 上端面的接合面为同心球面，且球心在烟气轮机中心线上，此结构使烟气轮机 的静叶旋转到任何角度时，叶片的间隙不变，保持最小的间隙，在大焓降的透 平级可减小漏气损失，所述接合面喷涂耐冲蚀的高温涂层。