液力透平的选择及应用

《液力透平的选择及应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、液力透平的选择及应用肖涛（中国石油化工股份有限公司金陵分公司，江苏南京210033）【摘要】本文介绍了透平的定义及工作原理，液力透平的应用领域及分类，重点介绍了泵反转液力透平的结构形式、选型设计、试验方法及应用情况。随着社会及企业节能意识的提高，促使各炼油厂越来越多地采用液力透平装置进行能量回收，液力透平得到了大力推广。.jyqkPa，排放的浓盐水的压力为5.0-6.0MPa，按40%的回收计算，有较大的回收价值。（4）在气体工艺流程中，为去掉多余成分，用高压碳酸钾溶液或氨水来洗涤原料气体，为循环使用碳酸钾溶液或氨水，必须降低压力，故可安装液

2、力透平。2　液力透平结构和布置形式2.1　液力透平结构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。一般使用的能量回收透平主要有两种：泵反转式透平和佩尔顿水轮机。佩尔顿水轮机的优点是从小流量到大流量都能有高效率，入口处设计的控制阀方便调整负荷。但出口侧必须进行排气，因此使用的液体有限制，因叶片要承受高速喷流，所以易受腐蚀。泵反转式透平的优点是不用打开出口侧，对使用的液体没有限制。因为压力能是在涡壳以及叶轮内部逐步转换成运动能，所以不易腐蚀。缺点是小流量时效率低，低于一定流量时会产生负荷，所以必须设置单向离合器，因

3、此装置要比佩尔顿水轮机占的空间大些。像海水淡水化是将减压的液体送回海里，此类液体能与空气接触的装置，多数使用佩尔顿水轮机。而石油化工里的装置因输送的介质多是易燃、易爆或有毒的，所以一般使用泵反转式透平。离心泵反转液力透平按结构分为单级和多级形式。根据回收介质的流量、压力，各种形式的泵都可以充当液力透平，如OH2型、BB1型、BB2型、BB4型、BB5型等。泵的出口是透平入口，泵的入口是透平的出口，泵的叶轮反向旋转（见图3）。2.2　液力透平布置形式液力透平一般有两种布置形式：1）液力透平作为辅助原动机和主原动机（电机或汽轮机）串联共同驱动泵。

4、主驱动机的额定功率应在无液力透平的协助下能驱动机组，即主驱动机(电机或汽轮机)应按全功率选取。在液力透平与电机串联的机组中，电机采用双轴伸，在电机和液力透平间带单向离合器（见图4）。以便在液力透平维修或液力透平的工艺流体管路接通之前，被驱动设备可正常运转。如果流往液力透平的流量可能大幅度或频繁变化，当流量降到额定流量的大约40%时，液力透平将停止输出功率，且对主驱动机产生阻尼。对此，也应设置单向离合器。2）液力透平作为主驱动机单独驱动泵（见图5）。这种形式与液力透平双驱动相比，减少了全功率电机或汽轮机及其配套设施、一台超速离合器的维护、维护工

5、作量也减少，机组所占空间较小。此外，单驱动的两个转子串联与双驱动的四个转子串联相比，机组的运行稳定性提高。但这种情况下，为了保证透平的转速需要调速装置，对工艺和监控系统的要求较高。当前液力回收透平技术发展的趋势是尽量用单驱动取代双驱动。只要工艺、系统和机泵三个专业密切配合，可以实现液力透平单驱动泵，取消主驱动机，使液力透平回收的功率能全部被利用，并节省投资。加拿大一家公司正在试验在不改动原装置设计参数的前提下，串联同流量的小功率泵，实现单驱动节能的新方案。3　液力透平的选型和设计3.1　液力透平的选型一般来讲，合理选择液力透平应首先考虑其经济

6、性，计算是否可以在合理的时间内回收其设备投资。这就要求充分考虑工艺流体是否有足够的流量、压差及流体的特性。在选择液力透平前，应掌握以下信息：液体的物理、化学特性；可回收的流量、扬程范围；透平的进出口压力、操作温度；被驱动主机的种类和转速及机组的配置要求。1）液体特性，工艺专业提交的条件中，应指出液力透平进口处的工艺流体中是否含有蒸汽或气体，如有，应给出其组分、密度和体积百分比。或者在流体降压期间才有蒸汽或气体的逸出时，应给出液力透平出口处蒸汽或气体的体积百分比，以及闪发的蒸汽的压力和温度。至于在液力透平的叶轮流道中，不同压力下蒸汽或气体的体积

7、百分比以及密度，通常在泵制造厂的试验装置上测定，或根据泵制造厂的工程经验来确定。因此，对于有蒸汽或气体析出的工艺流体，液力透平中的流体为气液两相流，不同于普通的液力透平或水轮机。2）参数确定，液力透平流量应按照实际可能操作时间最长的量考虑，否则将来开车流量不足，液力透平扬程将远远偏离设计值，不仅不能启到能量回收的效果，还使透平出口压力高于设计数值，既损坏透平机械密封，又损坏低压分离器。3）配置要求，如果液力透平的进口液体中富含吸收的气体，或液体流经液力透平时会部分闪蒸时，出现的超速可能会比使用水时的超速高出几倍，因此应按API610标准C.3

8、.3条款的要求，配置超速脱扣设施。典型的超速脱扣转速是额定转速的115%-120%。为了避免缩短机械密封的寿命，应考虑密封冲洗流体中气体的逸出和汽化问题。如果这种可