烟气轮机ppt课件
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（2）原料油或其它途径引入的金属离子Ca、Fe、Ni沉积在催 化剂的表层，沉积在催化剂表层的金属离子在磨损的过程中脱 离催化剂母体形成细粉，并富集了大量的金属。这些细粉有很 强的吸收SOX和CO2的能力，形成低熔点共熔物，增加了烟机 催化剂粘连结垢的趋势。
（3）旋风系统故障造成分离效率下降，是造成烟气中催化剂 粉尘浓度过高从而导致烟机内催化剂结垢的主要原因。特别是 卧管式三旋存在着单管负荷分配不均，容易造成部分分离单管 负荷过大而发生单管内的结垢进而发生单管堵死，导致三旋的 分离效果下降。
（22）径向轴承类型
四油叶滑动轴承
（23）止推轴承类型
金氏伯利轴承
36
第二节烟气轮机级的工作原理
一、级的工作过程
37
38
39
40
单、多级烟气轮机的优点
多级烟气轮机的特点在于回收效率高，合理 的设计可使效率达到88%左右，但是其缺点是 结构复杂、零件数量多,特别是增加了转动零 件,导致设计制造成本高、可靠性下降.
单级的特点是结构简单、设计制造成本低、 可靠性高，但回收效率不理想，特别是高落 压比情况下，单级效率在70%左右。现有的烟 气轮机工作落压比在“3”左右，原单级结构 不能完全有效回收烟气压力能.
41
第三节烟气在级内流道中的流 动规律与对叶片磨损的影响
一、烟气在流道内的流动规律 带有固体微粒的气流进入烟气轮机时，在静叶和 动叶流道内除极细小微粒(一般指小于5μ的颗粒) 基本上随气流一起运动，造成比单纯气流有较大 的粘性作用和粘性损失外，一些较大的颗粒由于 惯性较大。
44
微粒速度取决于气体速度和粉尘颗 粒大小。因此，在设计上一般靠控制气 体速度来限制微粒速度，以减少叶片的 磨损。
采用多级烟机，可大大地降低烟气 速度和粉尘微粒速度，从而有效地减小 了叶片的磨损。
45
烟机结垢原因分析
（1）烟机入口细粉浓度高为烟气轮机催化剂粘连结垢提供了物 质基础，是引起烟机结垢的根本原因。
15
1．转子组件
16
17
动叶片和盘采用GH864锻件，并叶身Hale Waihona Puke 涂了“长城一号”耐磨涂层。18
第Ⅰ、Ⅱ级动叶的三维模型
19
2．进气机壳
20
21
3．过渡机壳
22
23
4．排气机壳
24
5．轴承箱及轴承
轴承箱系水平剖分结构，由箱体和箱盖组成，探 头，并接有轴承润滑油进、出口管线。其上装有 轴承、油封和测转速、测轴振动轴承部件由两个 径向轴承和一个轴向止推轴承组成。
42
二、影响叶片冲蚀磨损的因素
1．微粒的浓度与颗粒尺寸 催化剂微粒的浓度对叶片的磨损影响是很大的。 国内外大量实践表明，含粉尘浓度是造成叶片磨 损的主要原因之一。
43
2．粉尘微粒和叶片的冲击速度(相对速度) 在影 响叶片磨损的诸因素中，微粒速度影响是相当大 的。一般认为，叶片冲蚀磨损；单位质量颗粒所 产生质量或容积的磨损量与微粒速度的2～3次 方成正比。 速度指数与材料的温度有关。在装置发生二次燃 烧时，除了降低叶片的持久寿命外，对叶片的磨 损也将造成严重后果。
烟气轮机
1
第一节概述
一、烟气轮机的应用 烟气轮机在石油炼厂流化催化裂化装置再生 烟气能量回收系统中已得到广泛的应用。
2
3
4
5
6
7
8
9
部 件 装 配 图
10
11
12
二、烟气轮机的结构型式与组成
13
14
烟气轮机的结构除要满足工质能量转换的要 求外，还应适应高温、高速和高速催化剂粉尘气 流冲蚀的工艺要求。
46
烟机结垢原因分析
（4）静电吸附粘连：在催化裂化装置中，催化剂颗粒以10～20m/s的线速 度高速运行，颗粒之间或颗粒与管壁之间会产生剧烈的摩擦作用，从而产生 静电电荷，导致催化剂以静电的形式被吸附到烟机或管壁上。当催化裂化装 置高负荷运转时，磨损的催化剂细粉中的金属含量远远高于平衡剂，这些金 属离子加速了催化剂细粉的静电吸附作用，从而导致催化剂的静电粘连和堆 积。而当平衡剂中的金属铁含量超标时，在催化剂再生过程中，铁金属与烟 气中的硫会形成一种硫化亚铁Fe0.95S，该物质具有磁性，加速了催化剂的吸 附和粘连。
（5）胶质粘连：在催化裂化反应过程中，一些难以裂解的重组份粘附在催 化剂微球和自然磨损产生的催化剂细粉外表面上，若再生效果差，则未完全 燃烧的催化剂中的油浆重组分在水蒸汽、油气等作用下，易引起催化剂细粉 粘连在烟机叶片、轮盘或管壁上，从而导致烟机负荷增加、磨损严重。
（6）不完全再生的操作方式，会使烟气中水蒸汽、SOX含量高，当烟气中 SOX浓度较高时，SOX与Ca离子发生了气-固反应生成低温熔融物CaSO更易 发生，加剧了催化剂粘连结垢。 47
25
26
金斯伯雷止推轴承
27
6．轴封气路系统
为防止烟气和润滑油泄漏，一般设置两种密封系 统：(1)轴密封气路系统；(2)轴承密封气路系统。
28
29
蜂窝密封
30
7．轮盘蒸汽冷却系统
31
8．润滑油系统
32
9．监测系统
轴振动、轴位移和转速监测。轴承温度监测， 采用预埋在瓦块内的铂热电阻丝测量，监测前 后径向轴承和止推轴承温度。
33
10．底座
底座为焊接件，支承排气机壳的两个支座用 水冷却，以保证机组的中心标高不变。
34
烟气轮机：
（1）制造厂 （2）型号 （3）进口流量
Nm3/min （4）进口压力 （5）进口温度 （6）出口压力 （7）出口温度 （8）压比 （9）绝热焓降
克
（10）介质 （11）烟气平均定压比热 35
兰炼机械厂 YLⅡ--10000B
（1760-2006）
0.3138MPa（绝） 700℃ 0.1078MPa（绝） 539℃ 3.038 266.975千焦/千
再生烟气 1.3787千焦/
（12）烟气分子量M
29.089
（13）烟气比热比
1.2623
（14）额定转速
5703rpm
（15）临界转速
7500rpm
（16）总效率
不少于85％
（17）功率
8795KW
（18）转向 为逆时针旋转
从烟机入口方向看
（19）烟气组成％（体积）
CO2：13.71 O2：1.74 N2：71.61
H2O：12.94
（20）叶轮级数
两级
（21）轴密封型式
多阶迷宫密封；
蒸汽注入和净化风注入隔离，中间抽汽
（3）旋风系统故障造成分离效率下降，是造成烟气中催化剂 粉尘浓度过高从而导致烟机内催化剂结垢的主要原因。特别是 卧管式三旋存在着单管负荷分配不均，容易造成部分分离单管 负荷过大而发生单管内的结垢进而发生单管堵死，导致三旋的 分离效果下降。
（22）径向轴承类型
四油叶滑动轴承
（23）止推轴承类型
金氏伯利轴承
36
第二节烟气轮机级的工作原理
一、级的工作过程
37
38
39
40
单、多级烟气轮机的优点
多级烟气轮机的特点在于回收效率高，合理 的设计可使效率达到88%左右，但是其缺点是 结构复杂、零件数量多,特别是增加了转动零 件,导致设计制造成本高、可靠性下降.
单级的特点是结构简单、设计制造成本低、 可靠性高，但回收效率不理想，特别是高落 压比情况下，单级效率在70%左右。现有的烟 气轮机工作落压比在“3”左右，原单级结构 不能完全有效回收烟气压力能.
41
第三节烟气在级内流道中的流 动规律与对叶片磨损的影响
一、烟气在流道内的流动规律 带有固体微粒的气流进入烟气轮机时，在静叶和 动叶流道内除极细小微粒(一般指小于5μ的颗粒) 基本上随气流一起运动，造成比单纯气流有较大 的粘性作用和粘性损失外，一些较大的颗粒由于 惯性较大。
44
微粒速度取决于气体速度和粉尘颗 粒大小。因此，在设计上一般靠控制气 体速度来限制微粒速度，以减少叶片的 磨损。
采用多级烟机，可大大地降低烟气 速度和粉尘微粒速度，从而有效地减小 了叶片的磨损。
45
烟机结垢原因分析
（1）烟机入口细粉浓度高为烟气轮机催化剂粘连结垢提供了物 质基础，是引起烟机结垢的根本原因。
15
1．转子组件
16
17
动叶片和盘采用GH864锻件，并叶身Hale Waihona Puke 涂了“长城一号”耐磨涂层。18
第Ⅰ、Ⅱ级动叶的三维模型
19
2．进气机壳
20
21
3．过渡机壳
22
23
4．排气机壳
24
5．轴承箱及轴承
轴承箱系水平剖分结构，由箱体和箱盖组成，探 头，并接有轴承润滑油进、出口管线。其上装有 轴承、油封和测转速、测轴振动轴承部件由两个 径向轴承和一个轴向止推轴承组成。
42
二、影响叶片冲蚀磨损的因素
1．微粒的浓度与颗粒尺寸 催化剂微粒的浓度对叶片的磨损影响是很大的。 国内外大量实践表明，含粉尘浓度是造成叶片磨 损的主要原因之一。
43
2．粉尘微粒和叶片的冲击速度(相对速度) 在影 响叶片磨损的诸因素中，微粒速度影响是相当大 的。一般认为，叶片冲蚀磨损；单位质量颗粒所 产生质量或容积的磨损量与微粒速度的2～3次 方成正比。 速度指数与材料的温度有关。在装置发生二次燃 烧时，除了降低叶片的持久寿命外，对叶片的磨 损也将造成严重后果。
烟气轮机
1
第一节概述
一、烟气轮机的应用 烟气轮机在石油炼厂流化催化裂化装置再生 烟气能量回收系统中已得到广泛的应用。
2
3
4
5
6
7
8
9
部 件 装 配 图
10
11
12
二、烟气轮机的结构型式与组成
13
14
烟气轮机的结构除要满足工质能量转换的要 求外，还应适应高温、高速和高速催化剂粉尘气 流冲蚀的工艺要求。
46
烟机结垢原因分析
（4）静电吸附粘连：在催化裂化装置中，催化剂颗粒以10～20m/s的线速 度高速运行，颗粒之间或颗粒与管壁之间会产生剧烈的摩擦作用，从而产生 静电电荷，导致催化剂以静电的形式被吸附到烟机或管壁上。当催化裂化装 置高负荷运转时，磨损的催化剂细粉中的金属含量远远高于平衡剂，这些金 属离子加速了催化剂细粉的静电吸附作用，从而导致催化剂的静电粘连和堆 积。而当平衡剂中的金属铁含量超标时，在催化剂再生过程中，铁金属与烟 气中的硫会形成一种硫化亚铁Fe0.95S，该物质具有磁性，加速了催化剂的吸 附和粘连。
（5）胶质粘连：在催化裂化反应过程中，一些难以裂解的重组份粘附在催 化剂微球和自然磨损产生的催化剂细粉外表面上，若再生效果差，则未完全 燃烧的催化剂中的油浆重组分在水蒸汽、油气等作用下，易引起催化剂细粉 粘连在烟机叶片、轮盘或管壁上，从而导致烟机负荷增加、磨损严重。
（6）不完全再生的操作方式，会使烟气中水蒸汽、SOX含量高，当烟气中 SOX浓度较高时，SOX与Ca离子发生了气-固反应生成低温熔融物CaSO更易 发生，加剧了催化剂粘连结垢。 47
25
26
金斯伯雷止推轴承
27
6．轴封气路系统
为防止烟气和润滑油泄漏，一般设置两种密封系 统：(1)轴密封气路系统；(2)轴承密封气路系统。
28
29
蜂窝密封
30
7．轮盘蒸汽冷却系统
31
8．润滑油系统
32
9．监测系统
轴振动、轴位移和转速监测。轴承温度监测， 采用预埋在瓦块内的铂热电阻丝测量，监测前 后径向轴承和止推轴承温度。
33
10．底座
底座为焊接件，支承排气机壳的两个支座用 水冷却，以保证机组的中心标高不变。
34
烟气轮机：
（1）制造厂 （2）型号 （3）进口流量
Nm3/min （4）进口压力 （5）进口温度 （6）出口压力 （7）出口温度 （8）压比 （9）绝热焓降
克
（10）介质 （11）烟气平均定压比热 35
兰炼机械厂 YLⅡ--10000B
（1760-2006）
0.3138MPa（绝） 700℃ 0.1078MPa（绝） 539℃ 3.038 266.975千焦/千
再生烟气 1.3787千焦/
（12）烟气分子量M
29.089
（13）烟气比热比
1.2623
（14）额定转速
5703rpm
（15）临界转速
7500rpm
（16）总效率
不少于85％
（17）功率
8795KW
（18）转向 为逆时针旋转
从烟机入口方向看
（19）烟气组成％（体积）
CO2：13.71 O2：1.74 N2：71.61
H2O：12.94
（20）叶轮级数
两级
（21）轴密封型式
多阶迷宫密封；
蒸汽注入和净化风注入隔离，中间抽汽