CN104791028A - 两端支撑烟气轮机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两端支撑烟气轮机，其中，包括主轴，所述主轴上安装轮盘叶片，其特征在于：所述主轴的一端为进气端轴承，另一端为排气端轴承，主轴的转子重心位于进气端轴承和排气端轴承之间。本发明提供的两端支撑烟气轮机，提高了转子的稳定性，改善了轴承的工作环境，减少了材料的消耗，降低了振动，改善了轴承及轴承箱的受力状态。

Description

两端支撑烟气轮机

技术领域

本发明涉及炼油、化工、节能利用的烟气轮机，尤其涉及一种两端支撑烟气轮机。

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。国内现运行烟气轮机约220台，其中约85％是采用兰炼机械厂生产的YL型系列，均为轴向进气、径向排气的悬臂支撑结构，分单级和双级两种；剩余主要为西安航空发动机集团有限公司和德国GHH公司生产。

我国催化能量回收技术开发主要过程：

1974年兰州机械厂会同北京设计院、中科院工程热物理所等单位成立课题攻关组，于1976年试制完成我国第一台烟气轮机，即国内首台YL系列烟气轮机。

1978年我国第一套催化能量回收系统在抚顺石油二厂建成，该厂试制的YL3000型烟气轮机一次投运成功，填补了国内空白。至此，我国赶上了国际能量回收技术的发展步伐。

2003年，被列入“十五”国家重大技术装备研发项目的33000千瓦特大功率烟气轮机，经过兰州机械厂与国内一流科研院所的精诚团结与合作，历时近三年，终于开发成功。这是国内第一台特大功率烟气轮机，也是世界首台应用于高海拔地区的特大功率烟气轮机。这台烟气轮机的研制开发成功，使我国继美国之后成为世界上第二个能够生产制造30000千瓦级特大功率烟气轮机的国家，该机为世界上仅有的几台三万千瓦以上烟气轮机之一，研制成功的意义重大，是我国烟机设计能力及制造能力达到世界先进水平的重要标志。

原始设计技术手段落后及后期没有技术改进，发展速度快等造成了现运行烟气轮机局部结构设计落后，存在以下问题：

整体输出效率低下：统计了国内约100套烟气轮机实际输出效率，单级机组效率仅仅60％左右(尤以山东地炼烟气轮机效率更低，按最新气动设计，输出效率应为79％以上)；双级机组效率一般70％左右(按最新气动设计，输出效率应为87％以上)；

叶片、轮盘等零部件冲刷严重：由于气动设计不合理，内部紊流严重，大量零部件运行不到零件的设计寿命便报废，造成大量经济损失；催化剂结垢严重：由于气动设计不合理，内部紊流严重，烟气所含催化剂粉尘浓度高、颗粒细等原因造成大量催化剂在流道内堆积，影响转子动平衡，造成设备运行周期不长，非计划停机时间长；

本发明拟对烟气轮机进行整体结构设计(特别针对支撑系统)，提出了一种两端支撑烟气轮机，解决现运行烟气轮机悬臂支撑不稳定、转子装配工艺性差、安全性能不好、轴承工作环境差、轴承箱耗材多、振动大等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种两端支撑烟气轮机，解决了现运行烟气轮机悬臂支撑不稳定、转子装配工艺性差、安全性能不好、轴承工作环境差、轴承箱耗材多、振动大等缺陷。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种两端支撑烟气轮机，其中，包括主轴，所述主轴上安装轮盘叶片，所述主轴的一端为进气端轴承，另一端为排气端轴承，主轴的转子重心位于进气端轴承和排气端轴承之间。

上述的两端支撑烟气轮机，其中，所述进气端轴承采用碳环密封配合蜂窝密封进行密封。

上述的两端支撑烟气轮机，其中，所述蜂窝密封采用多级台阶型。

本发明相对于现有技术具有如下有益效果：本发明提供的两端支撑烟气轮机，提高了转子的稳定性，改善了轴承的工作环境，减少了材料的消耗，降低了振动，改善了轴承及轴承箱的受力状态。

附图说明

图1为本发明提供的两端支撑烟气轮机的结构示意图。

图2为多级台阶型蜂窝密封。

图中：

1 进气端轴承    2 碳环密封    3 烟气入口

4 蜂窝密封      5 烟气出口    6 排气端轴承

7 主轴          8 转子

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

目前国内烟气轮机基本都采用悬臂结构形式，机组具有以下几个缺点：为了使转子8的重心在两个支撑轴承之间，主轴7中部存在一大直径配重段，增加转子8重量及材料消耗多，主7采用高温合金材料，单价贵。虽然转子8重心在两支撑之间，但是特别靠近进气端，使轴承受力不理想，工作环境差，对轴承要求高。另外，轮盘叶片与排气段轴承距离远，且叶片、进气端轴承1、排气端轴承6形成相似三角形关系，叶片端轻微的不平衡容易造成轴承大振动。悬臂转子安装时工艺复杂，耗时多，且不安全。悬臂安装时，轴承箱受力相对复杂，为满足使用要求，轴承箱显得笨重，转8稳定性不好，特别是多级转子，国内大多厂家将多级转子更换为单机转子，为了提高机组稳定性，同时牺牲了效率。

如附图1所示，本发明提供的两端支撑烟气轮机包括主轴7，所述主轴7上安装转子8和轮盘叶片，所述主轴7的一端为进气端轴承1，另一端为排气端轴承6；主轴7的转子8重心位于进气端轴承1和排气端轴承6之间。所述主轴7的上方为烟气入口，所述主轴7的下方为烟气出口5。

所述进气端轴承1采用碳环密封2配合蜂窝密封4进行密封，蜂窝密封4采用多级台阶型，密封性能可靠，使用寿命长，如附图2所示。另外，进气端轴承1、排气端轴承6的外部设置轴承箱。

采用进气端轴承1、排气端轴承6两端支撑的机构形式，能对上述的几个缺点进行改进，提高稳定性。同时，结构上采用上进气、下排气的结构形式，更适合生产环境要求。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (3)

1.一种两端支撑烟气轮机，包括主轴，所述主轴上安装轮盘叶片，其特征在于：所述主轴的一端为进气端轴承，另一端为排气端轴承，主轴的转子重心位于进气端轴承和排气端轴承之间。

2.如权利要求1所述的两端支撑烟气轮机，其特征在于：所述进气端轴承采用碳环密封配合蜂窝密封进行密封。

3.如权利要求2所述的两端支撑烟气轮机，其特征在于：所述蜂窝密封采用多级台阶型。