一、概述
烟气轮机应用于炼油厂催化炼化装置,是能量回收机组中的核心设备。它利用工艺过程中产生的具有一定压力的高温废烟气膨胀做功,驱动主风机或发电机,达到降低装置能耗的目的。在炼油厂催化裂化装置上应用烟气轮机回收高温烟气能量始于20世纪50年代,从1963年第一台单级悬臂轴向进气的烟气轮机在美国投入工业应用至今已经53年,我国由中国石化工程建设公司(SEI, 原为北京设计院) 、石化装备公司及中科院工程热物理所等单位自主联合研制开发的首台YL3000型烟气轮机于1978年在抚顺石油二厂成功投入运行。经过30多年的不懈努力YL型系列烟气轮机已经实现了从设计研制、试验、应用、发展、提高直至系列化的目标。它在催化裂化装置的广泛应用不仅降低了装置的能耗,为用户带来了可观的经济效益,同时也促进了与之相关的气固分离技术、高温合金材料、耐磨涂层材料、机组控制、监测及在线诊断专家系统等领域的科学研究及生产应用的发展,促进了炼油厂旋转机械领域的先进技术、新型材料、机组在线监测及计划维修等的广泛应用和深度发展。
催化裂化装置能量回收机组通常是由烟气轮机、主风机(轴流或离心压缩机)、汽轮机、电动/发电机、齿轮箱、油系统及仪表控制系统组成。按照机组配置,通常分为三机组(烟机+主风机+电动/发电机)四机组(烟机+主风机+蒸汽轮机+电动/发电机)和直接发电机组(烟机+电动/发电机)。
二、规格型号
YL型烟气轮机产品规格及技术参数
项目
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参数
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输出功率
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2000-35000KW
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入口温度
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500-700℃
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入口压力
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0.2-0.4MPa(a)
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烟气流量
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600-7500Nm 3/分
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级数
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单级、双极
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排列方式
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上排气、下排气
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三、技术质量水平
◆完全自主知识产权,不同于国外厂商的设计理念
◆设计、制造水平已经达到世界前列
◆单级绝热效率≥83%,双级绝热效率≥86%
◆转子的刚性强,转子动力学性能稳定
◆半刚性壳体,导向膨胀,承载管线力和力矩的能力强
◆垂直剖分,悬臂转子结构,适合高温工况
◆冷热部件完全分离
◆性能最好的耐磨涂层,等离子喷涂的“长城1号”耐磨涂层和爆炸喷涂的“长城33号”耐磨涂层能够适应苛刻的工况,很好的保护动、静叶片及围带表面
四、市场业绩
截至2023年1月底,累计交付用户300余台烟气轮机,超过了世界其它厂商生产台数的总和,占世界烟机总产量的60%,占国内烟机市场的90%以上。特别是于2003年研制成功的Φ1380mm盘径及其后研制的Φ1250mm两种规格的特大功率烟气轮机,截至2023年初已经取得了34台销售业绩。
五、新领域拓展应用
渤海装备石化装备公司将YL型烟气轮机的成熟设计及制造技术向其它领域进行拓展应用, 成功开发了YLX型硝酸尾气透平、HP型合成气膨胀机和YLM型煤化工烟气轮机等。尤其是YLX11000A型硝酸尾气透平已于2013年10月份成功应用于吉林康奈尔化学工业有限公司27万吨/年硝酸装置,该装置为国内最大规模硝酸装置之一。
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