[实用新型]高速高炉煤气余压透平机

说明书

技术领域

本实用新型涉及动力机械工程技术领域，尤其涉及一种高速高炉煤气余压透平机。

背景技术

高炉煤气余压透平机是利用高炉冶炼的副产品，即高炉炉顶煤气具有的压力能和热能，经过透平膨胀做功来输出机械能的装置，是一种能起到环保节能作用的二次能量回收装置，不仅能回收能量、保护环境，还能为钢铁企业降低成本。

目前，通常采用将高炉煤气余压透平机与高炉鼓风机作为同一系统来设计的煤气透平与电机同轴驱动的高炉鼓风能量回收机组（BPRT），将高炉煤气的压力能和热能转变为机械能后直接驱动高炉鼓风机工作。然而，由于现有的高炉煤气余压透平机的结构限制，其工作转速通常为3000转/分钟（电网50Hz）或3600转/分钟（电网60Hz）。

对于BPRT机组来说，由于现有的高炉煤气余压透平机的转速低于高炉鼓风机的工作转速（例如，4800转/分钟），因此无法与高炉鼓风机直接相连，必须在现有的高炉煤气余压透平机与高炉鼓风机之间连接变速箱，以将转速提升至满足高炉鼓风机要求的较高转速。为BPRT机组增加一台变速箱会带来以下缺点：一、BPRT机组配置不合理、系统构成复杂、故障点多、设备维护工作量大；二、轴系设计难度大，对设备的制造、安装要求高；三、经变速箱传递会损失机械能，使整个BPRT机组效率降低；四、BPRT机组设备多、占地面积大，增加了BPRT机组造价。

因此，需要一种高速高炉煤气余压透平机，以解决上述问题。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种高速高炉煤气余压透平机，包括：底座；外壳，所述外壳连接在所述底座上，且所述外壳包括进气端和排气端；转子，所述转子包括主轴、设置在所述主轴一端的轮盘以及设置在所述轮盘的外圆周的动叶片；轴承组件，所述轴承组件包括设置在所述外壳上的第一轴承和第二轴承，所述主轴的两个端部分别可旋转地设置在所述第一轴承内和所述第二轴承内；静叶片，所述静叶片设置在所述外壳的内表面上且与所述动叶片相对地设置，以与所述动叶片相配合；和气封组件，所述气封组件设置在所述主轴的靠近所述轮盘的一端与所述外壳之间，所述气封组件包括靠近所述轮盘的迷宫密封件和远离所述轮盘的碳环密封件。

优选地，所述碳环密封件为多级碳环密封件，且在所述多级碳环密封件之间填充氮气。

优选地，所述主轴与所述轮盘为分体结构，所述主轴与所述轮盘通过拉杆连接。

优选地，所述动叶片为一级动叶片结构，且所述静叶片为一级静叶片结构。

优选地，所述动叶片为二级动叶片结构，且所述静叶片为二级静叶片结构。

优选地，所述动叶片是通过纵树形叶根固定在所述轮盘上的。

优选地，所述高速高炉煤气余压透平机还包括静叶片驱动装置，用于改变所述静叶片的角度。

优选地，所述静叶片和所述动叶片的叶片高度与所述主轴的直径的比值小于等于0.2。

优选地，所述高速高炉煤气余压透平机的进气端采用轴向进气结构、径向下进气结构或径向上进气结构。

优选地，所述高速高炉煤气余压透平机的排气端采用径向下排气结构或径向上排气结构。

本实用新型的高速高炉煤气余压透平机由于采用双径向支撑的悬臂转子结构，因此具有设备结构简单、转速高等优点，进而使高速高炉煤气余压透平机能够与高炉鼓风机的转速相匹配。这样，高速高炉煤气余压透平机可以与高炉鼓风机直接相连，不仅节省了变速箱的能量耗损，也使得整个机组的轴系变得简单合理。此外，采用双径向支撑的悬臂转子结构，仅需在低压端设置气封组件，省去了高压端的密封，因此降低了出现事故的几率，保证设备的可靠性。进一步，由于高速高炉煤气余压透平机可以具有较高的转速，叶栅中的气体流速较高，因此可以缓解积灰问题。

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

以下结合附图，详细说明本实用新型的优点和特征。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。在附图中，

图1是根据本实用新型一个实施方式的高速高炉煤气余压透平机的剖面图；

图2是根据本实用新型一个实施方式的转子的示意图；

图3是根据本实用新型一个实施方式的气封组件的放大视图；