[发明专利]一种烟气轮机发电系统

说明书

一种烟气轮机发电系统，属于发电设备技术领域。其特征在于：包括烟气轮机（1）、齿轮箱（3）、发电机（5）、隔热装置以及过滤装置，烟气轮机（1）的主轴通过传动轴（25）与齿轮箱（3）的输入轴（13）连接，齿轮箱（3）的输出轴（24）与发电机（5）的输入轴连接，隔热装置设置在烟气轮机（1）与齿轮箱（3）之间，隔热装置环绕传动轴（25）设置，过滤装置设置在烟气轮机（1）的进烟管（6）的输入口。本烟气轮机发电系统能避免烟气内的颗粒对烟气轮机的动叶片造成损坏，保证动叶片工作稳定，隔热装置能够对烟气轮机和齿轮箱之间进行隔热，以避免烟气轮机的热量传递至齿轮箱，保证齿轮箱的工作温度适宜，进而保证齿轮箱工作更加稳定。

技术领域

一种烟气轮机发电系统，属于发电设备技术领域。

背景技术

烟气轮机是利用催化再生器烧焦所产生的高温低压烟气的热能及压力能作功的旋转机械。利用烟机产生的机械能带动主风机或发电机等设备工作或发电，达到回收能量的目的。烟气轮机的主轴通过齿轮箱连接发电机，烟气轮机的转速通过齿轮箱增速后带动发电机转动，从而实现了发电。

烟气轮机利用烟气推动实现了转动，炼厂烟气虽然经过旋风分离器的分离仍含有大量颗粒，颗粒进入到烟气轮机内会对烟气轮机的叶片撞击，导致烟气轮机的叶片的使用寿命低。

其次，烟气中混有的大量颗粒粒径10μm以下的硬质催化剂颗粒且催化裂化流程中易混入其他腐蚀性介质，在高温高速烟气带动下，催化剂颗粒和腐蚀性介质会不断地撞击动叶片，造成动叶片结垢、冲蚀、断裂、失效问题。为了保证烟机动叶片安全长周期运行，现今通常采用在烟机动叶片上喷涂涂层保护。初步分析，认为炼厂现行烟机动叶片涂层（以下简称动叶片）存在以下不足：

1）动叶片粗糙度在微米级别。长城系列涂层、Elliott涂层兼具硬度和抗高温、腐蚀性能，但是喷涂后表面粗糙度通常为微米级别。大量文献表明叶片粗糙度越小催化剂颗粒越难在表面沉积。微米级粗糙度虽然可以改善叶片沉积情况仍无法有效地阻止颗粒的沉积。粗糙度越大，摩擦系数增加，烟气流速和催化剂颗粒速度降低，烟气温度提高，颗粒更容易在粘附力的作用下被壁面捕捉沉积并高温作用下形成坚硬的垢层，造成工作效率下降更严重因为非均布沉积令动叶片发生失衡停车，造成不可挽回的损失；

2）动叶片表面结构相似。烟气高速推动动叶片旋转做功，烟气在动叶片表面形成湍流边界层，催化剂颗粒在烟气的携带下与动叶片发生碰撞、反弹或沉积，由此可知沉积黏附发生在湍流边界层。根据颗粒轨迹的研究发现颗粒主要沉积在动叶片的叶根区域。动叶片表面结构相似便于生产却不能有效地针对颗粒分区域沉积情况，在烟气处理量越来越大的背景下更需要优秀的叶型结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够对烟气进行过滤，避免烟气内的颗粒对动叶片造成损坏，还能够避免烟气轮机的热量传递至齿轮箱，使齿轮箱工作稳定的烟气轮机发电系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该烟气轮机发电系统，其特征在于：包括烟气轮机、齿轮箱、发电机、隔热装置以及过滤装置，烟气轮机的主轴通过传动轴与齿轮箱的输入轴连接，齿轮箱的输出轴与发电机的输入轴连接，隔热装置设置在烟气轮机与齿轮箱之间，隔热装置环绕传动轴设置，过滤装置设置在烟气轮机的进烟管的输入口。

优选的，所述的烟气轮机的动叶片表面采用热喷涂技术喷涂固体润滑涂层或者耐磨纳米涂层，且动叶片的表面粗糙度为100nm。动叶片的表面粗糙度为100nm，纳米级的粗糙度表面减少了颗粒黏附概率；烟气轮机动叶片颗粒沉积，以期改善催化剂颗粒在烟机动叶片的沉积情况，减少设备停车风险，保证烟机的平稳高效运行。