地炼会议资料PPT学习教案

1、会计学1地炼会议资料地炼会议资料程信华：总设计师，研究员，原中国程信华：总设计师，研究员，原中国燃气涡轮研究院主任设计师，博士生燃气涡轮研究院主任设计师，博士生导师，享受国家特殊津贴，从事航空导师，享受国家特殊津贴，从事航空叶轮机械气动设计叶轮机械气动设计4040余年，获得多项余年，获得多项国防科技成果奖和省部级奖，在国际国防科技成果奖和省部级奖，在国际、国内气动设计领域享有很高声誉。、国内气动设计领域享有很高声誉。主持完成了多台新型烟气轮机的气动主持完成了多台新型烟气轮机的气动设计，取得业界好评。设计，取得业界好评。第2页/共41页第1页/共41页第3页/共41页第2页/共41页第4页/共4

2、1页第3页/共41页1 1、效率低效率低单级机组效率仅仅单级机组效率仅仅60%60%左右；左右；双级机组效率一般双级机组效率一般70%70%左右；左右；分析：分析：a a、2020余年前的气动设计技术已相对落后，不符余年前的气动设计技术已相对落后，不符合最新技术潮流。合最新技术潮流。b b、有限的基元叶型，不能满足烟气轮机复杂多、有限的基元叶型，不能满足烟气轮机复杂多变的运行工况。变的运行工况。c c、某厂系列化产品投入市场，没进行有针对的、某厂系列化产品投入市场，没进行有针对的单独设计，使设计工况偏离实际运行工况。单独设计，使设计工况偏离实际运行工况。第5页/共41页第4页/共41页2 2、

3、叶片、轮盘冲蚀严重叶片、轮盘冲蚀严重叶片、轮盘冲蚀严重（尤其动叶根部），分析：叶片、轮盘冲蚀严重（尤其动叶根部），分析：a a、气动设计不尽合理，内部流场局部流动不畅，引起气流、气动设计不尽合理，内部流场局部流动不畅，引起气流堵塞和紊流，从而造成严重冲蚀。堵塞和紊流，从而造成严重冲蚀。第6页/共41页第5页/共41页b b、叶型设计不合理，叶根部位叶栅稠度高，气流速度、叶型设计不合理，叶根部位叶栅稠度高，气流速度快，从而造成严重冲蚀。快，从而造成严重冲蚀。c c、叶片加工工艺控制不严，表面质量存在缺陷，加剧、叶片加工工艺控制不严，表面质量存在缺陷，加剧叶片冲蚀速度，易造成叶片从根部断裂。叶片冲

4、蚀速度，易造成叶片从根部断裂。第7页/共41页第6页/共41页3 3、催化剂结垢、催化剂结垢 分析：分析：a、 气动设计不合理，流速变化不均匀，涡轮内部出现气流气动设计不合理，流速变化不均匀，涡轮内部出现气流分离，造成局部紊流，加剧催化剂结垢。分离，造成局部紊流，加剧催化剂结垢。b、 再生烟气粉尘浓度大小、轮盘冷却蒸汽温度、催化剂化再生烟气粉尘浓度大小、轮盘冷却蒸汽温度、催化剂化学成分等都会影响催化剂结垢速度。学成分等都会影响催化剂结垢速度。第8页/共41页第7页/共41页影响：影响：a、叶顶催化剂结垢易引起动叶片顶部与动叶围带产生摩擦，、叶顶催化剂结垢易引起动叶片顶部与动叶围带产生摩擦，造成

5、振动过大停机。造成振动过大停机。b、催化剂结垢严重易引起烟气轮机通流能力不足，造成气、催化剂结垢严重易引起烟气轮机通流能力不足，造成气流堵塞，大大降低烟气轮机输出功率。流堵塞，大大降低烟气轮机输出功率。第9页/共41页第8页/共41页第10页/共41页第9页/共41页1 1、提高输出效率提高输出效率1.11.1、一对一柔性设计、一对一柔性设计 采集厂家现场实际工况参数，根据烟气轮机采集厂家现场实际工况参数，根据烟气轮机实际工况进行一对一的匹配设计，使烟气轮机的实际工况进行一对一的匹配设计，使烟气轮机的设计完全匹配实际工况。设计完全匹配实际工况。第11页/共41页第10页/共41页1.21.2、

6、全三维有粘气动设计、全三维有粘气动设计第12页/共41页第11页/共41页复合弯扭静叶组件复合弯扭静叶组件1.31.3、弯扭复合叶型的设计、弯扭复合叶型的设计复合弯扭动叶片复合弯扭动叶片新叶型最大的特点在于动叶由原来的简单变截面扭转叶新叶型最大的特点在于动叶由原来的简单变截面扭转叶型变为弯扭复合叶型，静叶片由原来的等截面叶型变为弯扭型变为弯扭复合叶型，静叶片由原来的等截面叶型变为弯扭复合叶型。使不同半径上静叶片出气角和动叶片进气角相匹复合叶型。使不同半径上静叶片出气角和动叶片进气角相匹配，在整个径向上形成合理气动攻角，减轻气流与叶片之间配，在整个径向上形成合理气动攻角，减轻气流与叶片之间的摩擦

7、，整个流道气流通畅，流速均匀，使烟气能量得以充的摩擦，整个流道气流通畅，流速均匀，使烟气能量得以充分回收。分回收。第13页/共41页第12页/共41页2 2、解决冲蚀解决冲蚀出口气流局部分离进口极进口极大的正大的正攻角攻角通过计算：原叶形进口存在极大正攻角，出口气流出现局部分离，易产生紊流。通过计算：原叶形进口存在极大正攻角，出口气流出现局部分离，易产生紊流。第14页/共41页第13页/共41页2.12.1、 通过全新的气动设计，改变动静叶片叶形，通过全新的气动设计，改变动静叶片叶形，使得内部气流流动顺畅，改善紊流，调整局部气流使得内部气流流动顺畅，改善紊流，调整局部气流速度，从而解决冲蚀问题

8、。速度，从而解决冲蚀问题。改造后运行16个月改造前运行4个月注：上图为同机组同工况参数烟气轮机冲蚀对比图第15页/共41页第14页/共41页2.22.2、弯扭复合静叶片的设计，解决因气流速度引起的冲蚀、弯扭复合静叶片的设计，解决因气流速度引起的冲蚀等截面叶片：吼道成扇形分布，叶根部位面积小，叶栅稠度高，气等截面叶片：吼道成扇形分布，叶根部位面积小，叶栅稠度高，气流速度快，造成冲蚀严重；叶顶部位面积大，气流速度慢，做功能流速度快，造成冲蚀严重；叶顶部位面积大，气流速度慢，做功能力弱。力弱。弯扭复合叶片：叶根部门面积增大，减小气流速度，减小冲蚀；叶弯扭复合叶片：叶根部门面积增大，减小气流速度，减小

9、冲蚀；叶顶部位面积缩小，增加气流速度，增加做功能力，提高输出功率。顶部位面积缩小，增加气流速度，增加做功能力，提高输出功率。46等截面静叶组件等截面静叶组件弯扭复合静叶组件弯扭复合静叶组件第16页/共41页第15页/共41页马赫数：马赫数就是指某速度相对音速的倍数，一个马赫数马赫数：马赫数就是指某速度相对音速的倍数，一个马赫数就是一倍音速。就是一倍音速。弯扭复合静叶：马赫数小于弯扭复合静叶：马赫数小于1 1，属于亚音速运行。，属于亚音速运行。等截面静叶：马赫数最高达等截面静叶：马赫数最高达1.431.43，属于超音速运行。，属于超音速运行。 注：习惯将马赫数大于注：习惯将马赫数大于1.41.4

10、造成的冲蚀称为灾难性冲蚀造成的冲蚀称为灾难性冲蚀46等截面静叶根截面马赫数分布图等截面静叶根截面马赫数分布图弯扭复合静叶根截面马赫数分布图弯扭复合静叶根截面马赫数分布图第17页/共41页第16页/共41页3 3、减轻催化剂结垢减轻催化剂结垢 通过调整气动设计，内部气流流动顺畅，减轻催化剂结垢。通过调整气动设计，内部气流流动顺畅，减轻催化剂结垢。另外，气流流动顺畅能使催化剂均匀堆积，延缓机组振动值升另外，气流流动顺畅能使催化剂均匀堆积，延缓机组振动值升高速度，延长运行周期。高速度，延长运行周期。第18页/共41页第17页/共41页第19页/共41页第18页/共41页 再生烟气含固体颗粒，属于气固

11、两相流，高再生烟气含固体颗粒，属于气固两相流，高速流动的气流易对叶片及轮盘形成冲蚀。目前速流动的气流易对叶片及轮盘形成冲蚀。目前国内对冲蚀坑的修复主要采用激光熔覆技术，国内对冲蚀坑的修复主要采用激光熔覆技术，我公司专业技术人员通过试验分析，认为采用我公司专业技术人员通过试验分析，认为采用同基体焊丝进行冷焊能达到更好的修复效果，同基体焊丝进行冷焊能达到更好的修复效果，并已成功为京博石化、恒源石化进行转子修复。并已成功为京博石化、恒源石化进行转子修复。第20页/共41页第19页/共41页 激光熔覆与冷焊技术对比：激光熔覆与冷焊技术对比：激光熔覆激光熔覆冷焊冷焊温度温度 最高速度最高速度变化变化可达

12、可达1012/s 间接性焊接，可控间接性焊接，可控600以内以内稀释率稀释率 最高可达最高可达5% 基本无稀释基本无稀释结合强度结合强度由于熔覆层和基体材由于熔覆层和基体材料的温度梯度和热膨料的温度梯度和热膨胀系数的差异，可能胀系数的差异，可能在熔覆层中产生气孔在熔覆层中产生气孔、裂纹、裂纹等缺陷。等缺陷。通过气体保护，能得通过气体保护，能得到良好的焊接熔透性到良好的焊接熔透性。打底预热后，焊接。打底预热后，焊接材质均匀。材质均匀。化学元素化学元素 应测定表面熔覆层化应测定表面熔覆层化学元素的种类和分布学元素的种类和分布，分析过渡层的情况，分析过渡层的情况是否为冶金结合。是否为冶金结合。运用同

13、基体焊丝，其运用同基体焊丝，其化学成分相同。化学成分相同。表面保护表面保护 氩气保护，防止表面氧化氩气保护，防止表面氧化 价格价格 比激光熔覆便宜比激光熔覆便宜10%以上以上第21页/共41页第20页/共41页 国内某厂修复后交付使用转子照片：国内某厂修复后交付使用转子照片：进气边根部存在较大面积、喷涂后深度2mm的缺陷第22页/共41页第21页/共41页 国内某厂修复后交付使用转子照片：国内某厂修复后交付使用转子照片：叶片榫头面存在形状不规则，喷涂后深度1.2mm缺陷第23页/共41页第22页/共41页 恒源石化转子维修前后对比图：恒源石化转子维修前后对比图：维修前叶顶冲蚀第24页/共41页

14、第23页/共41页 恒源石化转子维修前后对比图：恒源石化转子维修前后对比图：维修前进气边叶根冲蚀第25页/共41页第24页/共41页 恒源石化转子维修前后对比图：恒源石化转子维修前后对比图：维修后转子（叶顶）第26页/共41页第25页/共41页 恒源石化转子维修前后对比图：恒源石化转子维修前后对比图：维修后转子（进气边）第27页/共41页第26页/共41页第28页/共41页第27页/共41页 运用先进气动设计技术对国内烟气轮机进运用先进气动设计技术对国内烟气轮机进行整机改造和动静叶片核心改造，目前已有行整机改造和动静叶片核心改造，目前已有4 4台台机组投入运行，都取得了显著的成果；另外，机组投

15、入运行，都取得了显著的成果；另外，有有4 4台机组已签订生产合同，签订技术协议台机组已签订生产合同，签订技术协议5 5家，家，出具功率评估报告、方案出具功率评估报告、方案3030余套。第一台已无余套。第一台已无故障运行故障运行4 4年。年。第29页/共41页第28页/共41页1 1、济南炼油厂、济南炼油厂10000A10000A型烟机改造型烟机改造改造方式：改造方式：重新设计动静叶型，调整设计参数；改造效果：改造效果：通过设计解决了叶片冲蚀、降低了催化剂堆积速度，效率达到效率达到88%，烟气轮机输，烟气轮机输出功率提高出功率提高1000kw/h，年节电效益达，年节电效益达560万万，机组连续运

16、行时间相比原机组显著延长。第30页/共41页第29页/共41页机组稳定运行机组稳定运行1616个月后正常检修照片个月后正常检修照片第31页/共41页第30页/共41页2 2、济南炼油厂、济南炼油厂10000G10000G型烟机改造型烟机改造改造方式：改造方式：重新设计动静叶型，进行整机更换；改造效果：改造效果：烟机输出功率烟机输出功率10472.03KW/H，烟机效率烟机效率86.94，相同工况下提高输出功，相同工况下提高输出功率率9.82，年节电效益达，年节电效益达660万万，机组连续运行时间相比原机组显著延长。第32页/共41页第31页/共41页3 3、淮安清江石化、淮安清江石化5000A

17、5000A型烟机改造型烟机改造改造方式：改造方式：重新设计动静叶型，调整设计参数；改造效果：改造效果：通过电机功率比较及校核计算，效率效率提 高提 高 1 0 % 以 上 ， 电 机 耗 功 相 比 减 小以 上 ， 电 机 耗 功 相 比 减 小427kw/h,年节电效益达年节电效益达240万万；机组连续运行时间相比原机组显著延长。第33页/共41页第32页/共41页4 4、山东京博石化、山东京博石化5000G5000G型烟机改造型烟机改造改造方式：改造方式：重新设计动静叶型，调整设计参数；改造效果：改造效果： 电机电流由改造前电机电流由改造前280A280A降到降到220A220A，烟，烟

18、气轮机连续运行周期成倍增长气轮机连续运行周期成倍增长, ,效益非常显效益非常显著。著。第34页/共41页第33页/共41页第35页/共41页第34页/共41页中石化上海金山石化中石化上海金山石化机组型号机组型号：YLII5000G存在问题：存在问题：效率较低，一级静叶和一级动叶有一定程度结垢；改造方式改造方式：气动核心改造(双级)更换部件更换部件：一级静叶组件；一级动叶片；二级静叶组件；二级动叶片。预期效果预期效果：效率提高效率提高10%，输出功率提升，输出功率提升500kw/h以上以上,年节电效益达年节电效益达280万，连续运行周期提高万，连续运行周期提高50%以上（已以上（已运现场准备装机

19、）。运现场准备装机）。机组详细设计参数见技术协议。第36页/共41页第35页/共41页中石化广州分公司中石化广州分公司机组型号机组型号：YL12000C；存在问题：存在问题：效率较低，动静叶存在一定程度的结垢、冲蚀；改造方式改造方式：气动核心改造（单级）；更换部件更换部件：一级静叶组件；动叶片；预期效果预期效果：效率提高效率提高5%以上，输出功率提升以上，输出功率提升500kw/h以上以上,年节电效益达年节电效益达280万，连续运行周期提高万，连续运行周期提高50%以以上上（已签订订购合同）；机组详细设计参数见技术协议。第37页/共41页第36页/共41页山东齐旺达化工集团山东齐旺达化工集团机组型号机组型号：YL7000G；存在问题：存在问题：效率较低，存在一定程度冲蚀；改造方式改造方