YL型烟气轮机气动优化设计.pdf

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1、第7期-29-YL型烟气轮机气动优化设计1,21,2韦正宗，任旭阳（1.渤海装备兰州石油化工机械厂，甘肃兰州730060）（2.甘肃省炼化特种装备工程技术研究中心，甘肃兰州730060）[摘要]针对某些炼厂烟气轮机运行过程中出现动叶片被冲蚀，偏离原设计工况导致烟机效率降低的问题，经对烟气轮机相关部件进行优化设计并调整相应工艺措施解决了问题，可为相关企业在用烟气轮机的高效、平稳、长周期安全运行具有一定的参考。[关键词]烟气轮机；动叶片；静叶片；高效导流支承板；优化设计烟气轮机是炼油催化裂化装置核心机组—主的速度，减轻内部紊流，使气流流动顺畅，减少[1]风机组的

2、关键设备，而动、静叶片是烟气轮机中烟气中催化剂固体颗粒对叶片的冲蚀和磨损，提的核心热部件，烟气经过静叶栅膨胀，将烟气中高回收效率，以最大限度地回收烟气能量，增加的压力能转变为动能，推动转子做功，带动整个回收功率，提高经济效益。机组运转，达到能量回收的目的，其使用效果对通过叶片马刀式的弯曲，在叶片根部引入了烟气轮机的高效、平稳、长周期安全运行起着至较大的正斜置值，在顶部引入少量的副斜置值，关重要的作用。可以使得根部附近的低压区位置上移，在根部产1优化原因生负压力梯度，使根部低能区的流体向中部流动，并被主流带走，从而提高叶片的气动效率，以某石化公司YL14000

3、型烟机为列，该型烟机增加叶片的做功能力，使烟机的通流效率得到较自2002年投入运行以来，已运行十多年。目前实大的提高，同时由于流线的平行和顺滑，对缓解际使用工况和烟机原设计工况存在偏离，催化剂催化剂的结垢也起到了一定的作用。易在动、静叶片表面结垢，导致烟机效率降低；烟机在运行过程中动叶片根部出现冲蚀磨损，每次检修均需返回制造厂对动叶片进行修复，已严重影响到主风机组安全运行；针对这一问题，用户希望对烟机做出有针对性的优化改造。2解决方案在综合分析烟机运行中出现的问题及现场调取各项实际运行参数后，制订了如下优化改造方案。2.1新叶型的应用使用了马刀弯扭复合叶型（

4、参照图1、图2），马刀叶形是变截面、扭曲和弯曲三项技术的综合体，新设计高效弯扭复合动、静叶片，调整根截面、顶截面喉道面积，优化气流速度，有效图1新型马刀静叶调整叶高中部反力度范围，使静叶和动叶中的焓降基本相等，以便控制气体在静叶和动叶流道中作者简介：韦正宗（1984—），男，甘肃靖远人，大学本科，工程师，在渤海装备兰州石油化工机械厂从事烟机技术研发工作。石油和化工设备-30-论文广场2017年第20卷2.2静叶片扩压结构的应用静叶片采用叶顶扩压的结构形式，新设计的静叶围带与动叶围带扩压角度相当，且取消了防冲蚀台阶。该设计使得烟机叶顶的气流不再像原设计那样在静

5、叶出口产生气流径向偏折，更不会由于防冲蚀台阶产生涡流扰动。现在的设计气流在叶顶间隙处沿着等压线（与围带表面相平行）流动，虽然此处的流动依然受到叶顶围带附面层和叶顶旋转的影响，但流动状态大为改变，对动叶叶顶围带结垢现象有缓解作用（常规静叶和扩压静叶参照图3、图4）。图2动叶片常规叶型及马刀叶型对比图3常规流道布置图4静叶带扩压角的流道布置[2]2.3高效导流支承板的应用2.4长城33号的应用排气壳体内涡壳和法兰锥体采用支承板联接该烟机原设计中的动、静叶片涂层选用的是的结构方式，本次优化不但对支承板从数量上进“长城1号”耐磨涂层，由于烟机在运行过程中行了调整，还

6、对导流板型线进行了优化，将过去动、静叶片冲蚀严重，本次烟机动、静叶片采用常规只起支承作用的支承板改为扭曲的高效导流了爆炸喷涂的“长城33号”耐磨涂层，其工艺、支承板（参照图5），使得动叶出口的气流进入涡强度、结合强度等技术指标都比“长城1号”涂层壳后的参数趋近均匀，降低余速损失，利于提高好，涂层更致密，表面粗糙度小，可大大降低催烟机效率。化剂的吸附作用。该涂层的使用有效地缓解了催化剂的结垢及冲蚀现象，并且对动、静叶片的使用寿命有进一步提高。该烟机已稳定运行了一个周期，叶片的外形及涂层均完好。3应用效果YL14000型烟机改造后顺利投入运行，工艺参数与改造前基

7、本一致的前提下，电机耗电功率由原2446kW降低到1351kW，烟机增加输出功率约1100kW，效率由原80%提高至83%，并且动叶片根部冲蚀现象得到明显改善，运行周期显著延长。按照每年运行8000小时，电价0.50元计算，每图5高效导流支撑板（下转34页）石油和化工设备-34-论文广场2017年第20卷其称重结构的设计过程进行了详细分析，并使用虑，将前端设计作为提高现场工效的最佳途径之ANSYS软件进行了设计计算，保证了结构强度满一，对提高海洋平台的一体化建造水平具有很大足整体称重的要求，并得到如下结论：帮助。(1)对于海洋平台生活楼模块，由于其底部主梁距

8、离支撑滑靴的上表面距离较近，适于直接将底部主梁作为称