CN105275617A - 一种焦炉煤气燃机用涡轮增压器 - Google Patents

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CN105275617A CN201510829095.2A CN201510829095A CN105275617A CN 105275617 A CN105275617 A CN 105275617A CN 201510829095 A CN201510829095 A CN 201510829095A CN 105275617 A CN105275617 A CN 105275617A
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尚玉林
朱晓伟
赵国明
王子成
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Abstract

一种涡轮增压器：ZN250RJ-1型燃机涡轮增压器，用于匹配16V240型焦炉煤气内燃机，标定功率2000kW。本产品特征在于为16V240型焦炉煤气内燃机提供一种涡轮增压器，满足该焦炉煤气内燃机性能和耐高温耐腐蚀要求，可以长期稳定联合运行。

Description

一种焦炉煤气燃机用涡轮增压器
技术领域
本专利涉及产品属于发电用焦炉煤气内燃机用涡轮增压器，特别涉及到燃机涡轮增压器的整机、压气机、涡轮和推力轴承结构设计；增压器外型及接口安装尺寸的设计。
背景技术
使用大功率内燃机发电机组进行焦炉(尾)煤气发电综合利用方案是目前比较成熟的途径之一，具有一次投资小、建站周期短、功率范围根据气源而定和搬迁方便的特点，非常适合于分散的中小焦化厂，有利于环境保护，变废为宝，减少废气排空燃烧造成的废气污染和大气温升。
焦炉(尾)煤气内燃机发电机组以焦炉(尾)煤气为燃料，采用工控机控制焦炉(尾)煤气进气，根据焦炉(尾)煤气浓度变化自动调整混合气空燃比，具有有效的防爆措施，为了有效提高焦炉(尾)煤气内燃机发电机组输出功率，采用进气增压中冷技术，新鲜空气经过涡轮增压器增压，再经中冷器冷却后进入气缸，提高了空气充量，与自然充气相比，输出功率提高30％以上。因此开发适合于焦炉(尾)煤气内燃机的涡轮增压器对于机组的稳定可靠运行是非常必要的。
发明内容
1.一种涡轮增压器--ZN250RJ-1型燃机涡轮增压器，其特征在于：由轴流式废气涡轮和离心式压气机构成，二者共轴由外部供油的内置浮动轴承和推力轴承支撑在20000～40000rpm间高速旋转，涡轮由内燃机排出的废气经进气壳进入喷嘴环膨胀产生高速气流推动涡轮高速旋转，驱动压气机叶轮高速旋转产生局部真空，新鲜空气经消音器进入叶轮高速旋转获得高速度经叶片式扩压器扩压汇入蜗壳形成高压空气进入内燃机进气道，形成新鲜空气冲量和扫气，提高新鲜空气充量，增加焦炉煤气充量，提高内燃机输出功率30％以上。
2.由于16V240型焦炉煤气内燃机煤气加压方式的需要，ZN250RJ-1型燃机涡轮增压器涡轮端废气流量高于压气机端新鲜空气流量，与柴油机用涡轮增压器相比，结构设计上涡轮与压气机叶轮轮径比增大，推力轴承有更大的承载能力。
3.ZN250RJ-1型燃机涡轮增压器满足16V240型焦炉煤气内燃机匹配要求，标定功率2000kW；燃机涡轮增压器可靠性和寿命满足该型焦炉煤气内燃机运用检修周期要求。
4.ZN250RJ-1型燃机涡轮增压器燃进壳、喷嘴环、涡轮叶片和涡轮出气壳，为满足燃机排温高和耐酸蚀要求，采用了特殊耐高温材料或进行了表面特殊处理。
5.ZN250RJ-1型燃机涡轮增压器进排气、润滑油、冷却水连接口布局设计合理，可以与焦炉煤气内燃机及外界连接管路平顺对接，畅通无阻。
附图1为ZN250RJ-1型燃机涡轮增压器结构示意图
具体实施方式
如图1所示，ZN250RJ-1型燃机涡轮增压器以ZN250型柴油机用涡轮增压器为基础，按照16V240型焦炉煤气内燃机的安装联接和配套要求，对燃机增压器的涡轮、压气机和轴承及气油水联接进行了重新设计，并借用了N250型柴油机用涡轮增压器成熟的部件，完成了燃机增压器整机开发设计。具体研发设计内容如下：
1.根据焦炉煤气内燃机流量要求，设计开发了燃机增压器压气机叶轮和扩压器，使压气机的压比和流量特性与燃机流量特性匹配在压气机高效区。
2.根据焦炉煤气内燃机流量要求，设计开发了燃机增压器涡轮和喷嘴环，使燃机增压器的涡轮流量特性与燃机流量特性匹配在燃机增压器涡轮高效运行区内。
3.根据燃机增压器结构涡轮与压气机叶轮轮径比增大轴向推力大的特点，要求轴承有更大的承载能力，开发了新结构推力轴承，满足了使用要求。
4.燃机增压器中心高与该型焦炉煤气内燃机要求一致，确保燃机增压器的安装与焦炉煤气内燃机相关零部件不发生干涉。
5.ZN250RJ-1型燃机涡轮增压器燃进壳、喷嘴环、涡轮叶片和涡轮出气壳，为满足燃机排温高和耐酸蚀要求，采用了特殊耐高温材料或进行了表面特殊处理。
6.设计了新结构涡轮进气壳，合理设计其外形和涡轮进口，保证该型焦炉煤气内燃机排气总管与燃机增压器涡轮平顺连接。
7.设计了冷却水联接、润滑油联接，使增压器润滑油、冷却水与该型焦炉煤气内燃机实现对接。

Claims (5)

1.一种涡轮增压器--ZN250RJ-1型燃机涡轮增压器，其特征在于：由轴流式废气涡轮和离心式压气机构成，二者共轴；废气推动涡轮高速旋转，驱动压气机叶轮，新鲜空气经叶轮高速旋转和扩压器扩压形成高压空气形成新鲜空气冲量和扫气，提高焦炉煤气内燃机输出功率30％以上。
2.ZN250RJ-1型燃机涡轮增压器涡轮端废气流量允许比压气机端空气流量大20～30％，因此增压器结构与传统柴油机用增压器有较大差异，涡轮与压气机叶轮轮径比增大，推力轴承有更大的承载能力。
3.ZN250RJ-1型燃机涡轮增压器满足16V240型焦炉煤气内燃机匹配要求，标定功率2000kW，满足该型焦炉煤气内燃机运用检修周期要求。
4.ZN250RJ-1型燃机涡轮增压器燃进壳、喷嘴环、涡轮叶片和涡轮出气壳，为满足燃机排温高和耐酸蚀要求，采用了特殊耐高温材料或进行了表面特殊处理。
5.ZN250RJ-1型燃机涡轮增压器进排气、润滑油、冷却水连接口可以与焦炉煤气内燃机及外界连接管路平顺对接。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20020053207A1 (en) * 2000-10-10 2002-05-09 Helmut Finger Internal combustion engine with exhaust gas turbocharger and compound power turbine
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JP2014047729A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内燃機関システムおよびこれを備えた船舶ならびに内燃機関システムの制御方法
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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