CN221120169U - 一种钢厂HyCrOF工艺用大流量液力回收透平 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢厂HyCrOF工艺用大流量液力回收透平，涉及技术领域，解决了现有技术的该技术方案存在叶轮轴向力和液体进入叶轮的动反力不平衡以及运转不稳定效率较低的技术问题,包括透平泵体，所述透平泵体内转动安装有主轴,本实用新型可以平衡叶轮轴向力和液体进入叶轮的动反力，减小透平的体积，同时也具有运转稳定，效率高的优点,透平的吸入涡室采用双涡壳结构，可以平衡叶轮的径向力,介质为富胺液，腐蚀性强，过流部件材质采用双相钢，耐腐蚀性能好,通过测速部件监控液力透平运转的转速，当转速超过设定值时，可以自动调节透平的流量，避免发生飞逸，保证了运行的安全性。

Description

一种钢厂HyCrOF工艺用大流量液力回收透平

技术领域

本实用新型涉及液力透平技术领域，具体为一种钢厂HyCrOF工艺用大流量液力回收透平。

背景技术

液力透平是一种能量回收装置。透平是将流体工质中蕴有的能量转换成机械能的机器，又称涡轮机。透平是英文turbine的音译，源于拉丁文turbo一词，意为旋转物体。透平的工作条件和所用工质不同，所以它的结构型式多种多样，但基本工作原理相似。透平的最主要的部件是一个旋转元件，即转子，或称叶轮，它安装在透平轴上，具有沿圆周均匀排列的叶片。流体所具有的能量在流动中，经过喷管时转换成动能，流过叶轮时流体冲击叶片，推动叶轮转动，从而驱动透平轴旋转。透平轴直接或经传动机构带动其他机械，输出机械功。透平机械的工质可以是液体、蒸汽、燃气、空气和其他气体或混合气体。以液体为工质的透平称为液力透平，做为一个节能的装置，液力透平是近几年才兴起来的。在使用上，常常以反转离心泵作液力透平，这样更经济。作为能量回收的液力透平属于泵系统节能的范畴，只是因为液力透平本身就是一台泵，并且其动力输出端往往驱动的是另一台泵。

为积极响应国家关于“碳达峰、碳中和”的号召，加快绿色低碳转型步伐，实现企业可持续发展。国内大型钢铁公司拟将HyCROF成熟技术移植到2500m3 A高炉上，投资建设HyCROF工艺技术商业化示范项目，以实现固体燃耗降低30％以上，碳减排18％以上的目标，提升企业竞争力。

大功率液力透平是助力HyCROF工艺绿色低碳冶金技术的商业化应用的关键设备，承担着能量回收的重要功能，直接影响项目的总体能耗和经济效益。此液力透平流量高达3500m3/h,叶轮采用双吸结构，这样可以平衡叶轮轴向力和液体进入叶轮的动反力，双吸叶轮可以减小透平的体积，同时也具有运转稳定，效率高的优点，额定点效率高达90％。透平的的吸入涡室采用双涡壳结构，这样可以平衡叶轮的径向力。介质为富胺液，腐蚀性强，过流部件材质采用双相钢。回收功率高达900kW，经济效益十分可观。

如名称为一种液力透平装置，公开号为CN206668623U的实用新型，包括液力透平壳体，叶轮和整流板；整流板位于液力透平壳体的出口段内侧；整流板沿出口段的轴线方向设置，并且沿直径方向指向出口段的轴线。本实用新型公开的液力透平装置，不仅结构简单，制作方便，而且通过在液力透平壳体的出口段设置整流板，可以对通过叶轮的流体进行快速的整流操作，从而减小流体与液力透平壳体之间沿圆周方向的摩擦损失，提高液力透平装置的工作效率。

现有技术的该技术方案存在叶轮轴向力和液体进入叶轮的动反力不平衡以及运转不稳定效率较低的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种钢厂HyCrOF工艺用大流量液力回收透平，解决了现有技术的该技术方案存在叶轮轴向力和液体进入叶轮的动反力不平衡以及运转不稳定效率较低的技术问题。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种钢厂HyCrOF工艺用大流量液力回收透平，包括透平泵体，所述透平泵体内转动安装有主轴，所述主轴上开设有键槽，所述键槽上设置有平键，所述主轴通过所述平键固定安装有叶轮，所述主轴上固定安装有轴套，所述轴套一端固定安装有锁紧螺母，所述透平泵体上开设有透平吐出口，所述透平泵体上开设有透平吸入口，此液力透平叶轮采用双吸结构，这样可以平衡叶轮轴向力和液体进入叶轮的动反力，双吸叶轮可以减小透平的体积，同时也具有运转稳定，效率高的优点，额定点效率高达90％。透平的的吸入涡室采用双涡壳结构，这样可以平衡叶轮的径向力。介质为富胺液，腐蚀性强，过流部件材质采用双相钢。回收功率高达900kW，经济效益十分可观。

优选的，所述透平泵体一端为驱动端结构，所述驱动端结构包括驱动端轴承体部件，所述驱动端轴承体部件包括驱动端轴承座，所述驱动端轴承座固定安装于所述透平泵体一端，所述驱动端轴承座内设置有驱动端轴承，所述驱动端轴承座一端设置有驱动端盖。

优选的，所述透平泵体输入端固定安装有机械密封。

优选的，所述透平泵体一端为非驱端结构，所述非驱端结构包括非驱端轴承体部件和测速部件，所述透平泵体非驱动端固定安装有透平泵盖，所述透平泵盖一端设置有缠绕垫，所述非驱端轴承体部件固定安装于所述透平泵盖一端。

优选的，所述非驱端轴承体部件包括非驱端轴承座，所述非驱端轴承座可安装于所述透平泵盖一端，所述非驱端轴承座内设置有非驱端轴承，所述非驱端轴承座一端设置有非驱端轴承盖。

优选的，所述测速部件包括测速轴和测速齿轮，所述非驱端轴承体部件一端固定安装有测速罩，所述测速轴固定安装于主轴一端，所述测速轴一端固定安装有测速齿轮，测速罩安装在非驱端轴承体部件的末端，测速仪表安装在测速罩上，通过测量测速齿轮监控液力透平运转使的转速，当转速超过设定值时，DCS会联锁关小透平吸入口管线上的阀门，减小透平的流量，避免发生飞逸。

优选的，所述透平泵盖与所述主轴之间安装有喉部衬套。

优选的，透平泵体呢设置有壳体密封环甲和壳体密封环乙，壳体密封环甲的内径设计成稍大于壳体密封环乙的内径，这样可以人为控制双吸叶轮产的轴向力指向透平的驱动端，这样可以使透平转子受拉，提高液力透平的一阶临界转速，运转更加稳定。

有益效果

本实用新型提供了一种钢厂HyCrOF工艺用大流量液力回收透平,本实用新型可以平衡叶轮轴向力和液体进入叶轮的动反力，减小透平的体积，同时也具有运转稳定，效率高的优点,透平的吸入涡室采用双涡壳结构，可以平衡叶轮的径向力,介质为富胺液，腐蚀性强，过流部件材质采用双相钢，耐腐蚀性能好,通过测速部件监控液力透平运转的转速，当转速超过设定值时，可以自动调节透平的流量，避免发生飞逸，保证了运行的安全性,透平泵体设置有壳体密封环，可以人为控制双吸叶轮产的轴向力指向透平的驱动端，使透平转子受拉，提高液力透平的一阶临界转速，运转更加稳定。

附图说明

图1为本实用新型所述一种钢厂HyCrOF工艺用大流量液力回收透平的主视剖面结构示意图。

图2为本实用新型所述一种钢厂HyCrOF工艺用大流量液力回收透平的K向结构示意图。

图中：1、主轴；2、驱动端轴承体部件；3、机械密封；4、透平泵体；5、壳体密封环甲；6、壳体密封环乙；7、喉部衬套；8、透平泵盖；9、缠绕垫；10、非驱端轴承体部件；11、测速罩；12、叶轮；13、平键；14、轴套；15、锁紧螺母；16、测速轴；17、测速齿轮；18、透平吐出口；19、透平吸入口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种钢厂HyCrOF工艺用大流量液力回收透平，包括透平泵体4，所述透平泵体4内转动安装有主轴1，所述主轴1上开设有键槽，所述键槽上设置有平键13，所述主轴1通过所述平键13固定安装有叶轮12，所述主轴1上固定安装有轴套14，所述轴套14一端固定安装有锁紧螺母15，所述透平泵体4上开设有透平吐出口18，所述透平泵体4上开设有透平吸入口，此液力透平叶轮12采用双吸结构，这样可以平衡叶轮12轴向力和液体进入叶轮12的动反力，双吸叶轮12可以减小透平的体积，同时也具有运转稳定，效率高的优点，额定点效率高达90％。透平的的吸入涡室采用双涡壳结构，这样可以平衡叶轮12的径向力。介质为富胺液，腐蚀性强，过流部件材质采用双相钢。回收功率高达900kW，经济效益十分可观。

本实施例进一步设置为，所述透平泵体4一端为驱动端结构，所述驱动端结构包括驱动端轴承体部件2，所述驱动端轴承体部件2包括驱动端轴承座，所述驱动端轴承座固定安装于所述透平泵体4一端，所述驱动端轴承座内设置有驱动端轴承，所述驱动端轴承座一端设置有驱动端盖。

本实施例进一步设置为，所述透平泵体4输入端固定安装有机械密封3。

本实施例进一步设置为，所述透平泵体4一端为非驱端结构，所述非驱端结构包括非驱端轴承体部件10和测速部件，所述透平泵体4非驱动端固定安装有透平泵盖8，所述透平泵盖8一端设置有缠绕垫9，所述非驱端轴承体部件10固定安装于所述透平泵盖8一端。

本实施例进一步设置为，所述非驱端轴承体部件10包括非驱端轴承座，所述非驱端轴承座可安装于所述透平泵盖8一端，所述非驱端轴承座内设置有非驱端轴承，所述非驱端轴承座一端设置有非驱端轴承盖。

本实施例进一步设置为，所述测速部件包括测速轴16和测速齿轮17，所述非驱端轴承体部件10一端固定安装有测速罩11，所述测速轴16固定安装于主轴1一端，所述测速轴16一端固定安装有测速齿轮17，测速罩11安装在非驱端轴承体部件10的末端，测速仪表安装在测速罩11上，通过测量测速齿轮17监控液力透平运转使的转速，当转速超过设定值时，DCS会联锁关小透平吸入口19管线上的阀门，减小透平的流量，避免发生飞逸。

本实施例进一步设置为，所述透平泵盖8与所述主轴1之间安装有喉部衬套7。

本实施例进一步设置为，透平泵体4呢设置有壳体密封环甲5和壳体密封环乙6，壳体密封环甲5的内径设计成稍大于壳体密封环乙6的内径，这样可以人为控制双吸叶轮12产的轴向力指向透平的驱动端，这样可以使透平转子受拉，提高液力透平的一阶临界转速，运转更加稳定。

其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，具体工作如下。

实施例：如图1-2所示，本实用新型提供了一种卧式单级双吸径向剖分式液力回收透平，液力透平的支撑方式为底脚支撑，水平吸入，垂直吐出。主要零部件包括。

高压容器内的液体经过透平入口进入透平泵体4内的吸入室，然后进入叶轮12，经过叶轮12的出口进去透平泵体4的压出室，最后液体从透平吐出口18流出，进去低压容器。在这个过程高压液体的势能转化成叶轮12的动能，叶轮12通过平键13键把动能传递到主轴1，然后驱动其他设备，完成能量回收的利用。

透平泵盖8与透平泵体4之间采用螺栓联接，两者的密封面采用缠绕垫9密封，透平泵体4和透平泵盖8与主轴1之间的密封采用机封密封，机封方案为Plan11+53B，此方案为有压双端面密封，确保有毒有害液体零泄漏。

叶轮12通过轴套14、锁紧螺母15、平键13固定在主轴1上，防止叶轮12和主轴1产生轴向和径向的相对运动，测速齿轮17通过测速轴16与主轴1联接。

壳体密封环甲5的内径设计成稍大于壳体密封环乙6的内径，这样可以人为控制双吸叶轮12产的轴向力指向透平的驱动端，这样可以使透平转子受拉，提高液力透平的一阶临界转速，运转更加稳定。

驱动端轴承体部件2和非驱端轴承体部件10分别安装在透平泵体4和透平泵盖8上，驱动端轴承体部件2内部为一列深沟球轴承，主要用来承受转子的重力和叶轮12产生的残余径向力，非驱端轴承体部件10内部为两列背对背安装的角接触球轴承，主要承担叶轮12产生的残余轴向力。

测速罩11安装在非驱端轴承体部件10的末端，测速仪表安装在测速罩11上，通过测量测速齿轮17监控液力透平运转使的转速，当转速超过设定值时，DCS会联锁关小透平吸入口19管线上的阀门，减小透平的流量，避免发生飞逸。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

Claims (8)

1.一种钢厂HyCrOF工艺用大流量液力回收透平，包括透平泵体(4)，其特征在于，所述透平泵体(4)内转动安装有主轴(1)，所述主轴(1)上开设有键槽，所述键槽上设置有平键(13)，所述主轴(1)通过所述平键(13)固定安装有叶轮(12)，所述主轴(1)上固定安装有轴套(14)，所述轴套(14)一端固定安装有锁紧螺母(15)，所述透平泵体(4)上开设有透平吐出口(18)，所述透平泵体(4)上开设有透平吸入口。

2.根据权利要求1所述的一种钢厂HyCrOF工艺用大流量液力回收透平，其特征在于,所述透平泵体(4)一端为驱动端结构，所述驱动端结构包括驱动端轴承体部件(2)，所述驱动端轴承体部件(2)包括驱动端轴承座，所述驱动端轴承座固定安装于所述透平泵体(4)一端，所述驱动端轴承座内设置有驱动端轴承，所述驱动端轴承座一端设置有驱动端盖。

3.根据权利要求1所述的一种钢厂HyCrOF工艺用大流量液力回收透平，其特征在于,所述透平泵体(4)输入端固定安装有机械密封(3)。

4.根据权利要求1所述的一种钢厂HyCrOF工艺用大流量液力回收透平，其特征在于,所述透平泵体(4)一端为非驱端结构，所述非驱端结构包括非驱端轴承体部件(10)和测速部件，所述透平泵体(4)非驱动端固定安装有透平泵盖(8)，所述透平泵盖(8)一端设置有缠绕垫(9)，所述非驱端轴承体部件(10)固定安装于所述透平泵盖(8)一端。

5.根据权利要求4所述的一种钢厂HyCrOF工艺用大流量液力回收透平，其特征在于,所述非驱端轴承体部件(10)包括非驱端轴承座，所述非驱端轴承座可安装于所述透平泵盖(8)一端，所述非驱端轴承座内设置有非驱端轴承，所述非驱端轴承座一端设置有非驱端轴承盖。

6.根据权利要求4所述的一种钢厂HyCrOF工艺用大流量液力回收透平，其特征在于,所述测速部件包括测速轴(16)和测速齿轮(17)，所述非驱端轴承体部件(10)一端固定安装有测速罩(11)，所述测速轴(16)固定安装于主轴(1)一端，所述测速轴(16)一端固定安装有测速齿轮(17)。

7.根据权利要求4所述的一种钢厂HyCrOF工艺用大流量液力回收透平，其特征在于,所述透平泵盖(8)与所述主轴(1)之间安装有喉部衬套(7)。

8.根据权利要求1所述的一种钢厂HyCrOF工艺用大流量液力回收透平，其特征在于,透平泵体(4)呢设置有壳体密封环甲(5)和壳体密封环乙(6)。