一种烟气轮机流道内热膨胀应力吸收装置的制作方法

专利检索2026-08-25  17


本发明涉及一种烟气轮机,尤其是涉及一种烟气轮机流道内热膨胀应力吸收装置,属于石油化工催化裂化装备。


背景技术:

1、烟气轮机是石油炼制过程——催化裂化装置中再生烟气能量回收系统的关键设备,工作于600~720℃的高温和腐蚀性的石油烟气恶劣环境中。烟气轮机是能量回收型透平机械,高温废烟气通过膨胀做功输出轴功,从而驱动鼓风机工作或发电机发电。

2、烟气轮机管道分为入口管道和出口管道两部分,入口管道水平设置,出口管道垂直设置,烟气轮机工作过程中从冷态到热态入口、出口管道会产生较大的膨胀量和膨胀力,该应力使烟气轮机受力后发生不同程度的变形和扭曲,使得机体各部分的相对位置和间隙发生变化、转动部件与静止部件发生碰磨、联轴器发生无法吸收的对中偏差,轻则造成碰磨引起机组振动,重则会导致叶片受损甚至折断,引发严重事故。据统计,70%以上的烟气轮机运行故障根本原因是由于入口、出口管道冷态调整不正确、不到位,热态工作时对烟机产生超标作用力造成的。

3、目前,进气机壳通过焊接与入口法兰与固定连接,排气机壳通过焊接与出口法兰固定连接。在烟气轮机运行过程中,因为管路温度由环境温度上升至约700℃后,整个管道会产生较大的热膨胀应力,在入口附近,由于入口法兰与入口对接法兰通过螺栓固定连接,当发生热膨胀应力时,会推动整个管道向气流方向移动,造成烟气轮机壳体受到较大轴向推力。在出口附近,由于出口法兰与出口对接法兰通过螺栓固定连接,当发生热膨胀应力时,会推动整个管道向下移动,造成烟气轮机壳体受到较大的垂直向下推力。因此,烟气轮机运转过程中,壳体受到向后及向下的管道力作用后产生变形,如果管道力超出限定值,就会引起动静碰磨及振动。


技术实现思路

1、为了克服现有烟气轮机运行过程中热膨胀应力导致壳体变形,引起动静碰磨及振动的不足,本发明提供一种烟气轮机流道内热膨胀应力吸收装置。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种烟气轮机流道内热膨胀应力吸收装置,包括进气机壳、入口法兰、排气机壳、出口法兰,所述进气机壳端部的阶梯台ⅰ插入入口法兰内孔中,阶梯台ⅰ沿入口法兰内孔轴向滑动;阶梯台ⅰ的外圆设置有挠性连接装置;挠性连接装置的一端与阶梯台的端面固定连接,另一端与入口法兰的端面固定连接。所述排气机壳端部的阶梯台ⅱ插入出口法兰内孔中,阶梯台ⅱ沿出口法兰内孔轴向滑动;阶梯台ⅱ的外圆设置有挠性连接装置;挠性连接装置的一端与阶梯台ⅱ的端面固定连接,另一端与出口法兰的端面固定连接。

3、所述挠性连接装置为双层波纹管,波纹管外层、波纹管内层材质为不锈钢,波纹管内层内表面有耐高温耐腐蚀涂层。

4、进一步,所述入口法兰、出口法兰的材质为不锈钢316l;所述波纹管内层的材质为不锈钢316l。

5、进一步,所述入口法兰、出口法兰的内表面设置有金属陶瓷基耐磨涂层。

6、进一步,所述波纹管内层的内表面设置有金属陶瓷基耐磨涂层。

7、优选的,所述金属陶瓷基耐磨涂层的成分为nicr-cr3c2。

8、所述挠性连接装置的波纹管壁厚为5-8mm。进一步,所述挠性连接装置的波纹管壁厚为6-7mm。

9、所述入口法兰、出口法兰和波纹管内层内表面金属陶瓷基耐磨涂层厚度为0.12-0.20mm。

10、本发明的有益效果是,结构设计合理,在法兰和壳体之间设置挠性连接装置,挠性连接装置充分吸收流道内产生的热膨胀量和热膨胀应力,使烟气轮机承受的膨胀应力大幅降低,保护法兰之间的正常连接,从而维持整个烟气轮机的平衡,延长烟气轮机运行时间。



技术特征:

1.一种烟气轮机流道内热膨胀应力吸收装置,包括进气机壳、入口法兰、排气机壳、出口法兰,其特征是:

2.根据权利要求1所述烟气轮机流道内热膨胀应力吸收装置,其特征是:所述挠性连接装置为双层波纹管,波纹管外层、波纹管内层材质为不锈钢,波纹管内层内表面有耐高温耐腐蚀涂层。

3.根据权利要求2所述烟气轮机流道内热膨胀应力吸收装置,其特征是:所述入口法兰、出口法兰的材质为不锈钢316l。

4.根据权利要求2所述烟气轮机流道内热膨胀应力吸收装置,其特征是:所述波纹管内层的材质为不锈钢316l。

5.根据权利要求2所述烟气轮机流道内热膨胀应力吸收装置,其特征是:所述入口法兰、出口法兰的内表面设置有金属陶瓷基耐磨涂层。

6.根据权利要求5所述烟气轮机流道内热膨胀应力吸收装置,其特征是:所述波纹管内层的内表面设置有金属陶瓷基耐磨涂层。

7.根据权利要求6所述烟气轮机流道内热膨胀应力吸收装置,其特征是:所述金属陶瓷基耐磨涂层的成分为nicr-cr3c2。

8.根据权利要求2所述烟气轮机流道内热膨胀应力吸收装置,其特征是:所述挠性连接装置的波纹管壁厚为5-8mm。

9.根据权利要求8所述烟气轮机流道内热膨胀应力吸收装置,其特征是:所述挠性连接装置的波纹管壁厚为6-7mm。

10.根据权利要求2所述烟气轮机流道内热膨胀应力吸收装置,其特征是:所述入口法兰、出口法兰和波纹管内层内表面金属陶瓷基耐磨涂层厚度为0.12-0.20mm。


技术总结
一种烟气轮机流道内热膨胀应力吸收装置。本发明进气机壳端部的阶梯台Ⅰ插入入口法兰内孔中,阶梯台Ⅰ沿入口法兰内孔轴向滑动;阶梯台Ⅰ的外圆设置有挠性连接装置;挠性连接装置的一端与阶梯台Ⅰ的端面固定连接,另一端与入口法兰的端面固定连接;排气机壳端部的阶梯台Ⅱ插入出口法兰内孔中,阶梯台Ⅱ沿出口法兰内孔轴向滑动;阶梯台Ⅱ的外圆设置有挠性连接装置;挠性连接装置的一端与阶梯台Ⅱ的端面固定连接,另一端与出口法兰的端面固定连接。其有益效果是,挠性连接装置充分吸收流道内产生的热膨胀量和热膨胀应力,使烟气轮机承受的膨胀应力大幅降低,保护法兰之间的正常连接,从而维持整个烟气轮机的平衡,延长烟气轮机运行时间。

技术研发人员:张玉峰,刘陇生,任旭阳
受保护的技术使用者:中国石油天然气集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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