專利名稱：徑向進(jìn)氣軸向排氣的高爐煤氣余壓透平機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用氣體膨脹做功的透平機(jī)械，特別是涉及一種利用高爐煤 氣余壓膨脹做功的透平機(jī)械。
背景技術(shù)：
高爐冶煉過(guò)程產(chǎn)生的副產(chǎn)品——高爐爐頂煤氣，具有十分可觀的壓力能及熱能， 回收利用高爐煤氣中的能量，對(duì)于冶煉企業(yè)具有很大經(jīng)濟(jì)效益?；厥张欧艢怏w中的能量， 減少溫室氣體的排放，對(duì)于當(dāng)今氣候變暖威脅人類生存，資源短缺嚴(yán)重制約人類的發(fā)展，具 有十分積極的社會(huì)意義。高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置(Blast Furnace Top Gas Recovery TurbineUnit，簡(jiǎn)稱TRT)就是利用高爐煤氣通過(guò)透平膨脹做功，將其壓力能及熱能轉(zhuǎn)化為 機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，進(jìn)行能量回收的一種節(jié)能裝置。高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置的核心部分為透平機(jī)。透平機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理與否， 直接影響透平發(fā)電裝置的發(fā)電量。目前各種型號(hào)的高爐煤氣余壓透平機(jī)，如GT60型、GT90 型、GT120型等型號(hào)的透平機(jī)，其結(jié)構(gòu)都是采用徑向進(jìn)氣和徑向排氣(如圖1所示)，高爐 煤氣由透平進(jìn)氣殼體進(jìn)入機(jī)殼內(nèi)，再由設(shè)置在機(jī)殼端口處的進(jìn)氣導(dǎo)流盆引導(dǎo)進(jìn)入透平轉(zhuǎn)子 內(nèi)進(jìn)行膨脹做功，經(jīng)膨脹做功后的高爐煤氣由設(shè)置在機(jī)殼出口處的排氣導(dǎo)流盆引導(dǎo)進(jìn)入排 氣殼體從徑向排出。這種結(jié)構(gòu)的透平機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是殼體設(shè)計(jì)和制造比較簡(jiǎn)單，但不足的地 方是高爐煤氣進(jìn)出透平的管路布局復(fù)雜，不便于維修，煤氣進(jìn)出透平流阻損失大，運(yùn)行噪音 大，影響了透平工作效率和整個(gè)高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置的發(fā)電效率，及人們的工作環(huán) 境，且整個(gè)透平裝置的重量和體積比較大，占用比較大的平立面空間，由其帶來(lái)的廠房造價(jià) 比較高，工程建設(shè)費(fèi)用大。實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的高爐煤氣余壓透平機(jī)存在的不足，本實(shí)用新型的目的旨在提供 一種整體結(jié)構(gòu)新穎的高爐煤氣余壓透平機(jī)，以提高高爐煤氣余壓透平機(jī)的工作效率、維修 的方便性，降低透平機(jī)的運(yùn)行噪音、透平機(jī)的重量和體積、以及透平機(jī)的制造成本和工程造 價(jià)。本實(shí)用新型的基本思路是將流經(jīng)透平膨脹做功后的高爐煤氣由徑向排氣改為軸 向排氣，以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，解決本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型的上述目的可通過(guò)具有以下技術(shù)方案的徑向進(jìn)氣軸向排氣的高爐煤 氣余壓透平機(jī)得以實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型公開的高爐煤氣余壓透平機(jī)，其結(jié)構(gòu)主要由設(shè)計(jì)有靜葉的機(jī)殼、通過(guò) 軸承安裝在機(jī)殼內(nèi)的透平轉(zhuǎn)子、與機(jī)殼相聯(lián)接的高爐煤氣透平進(jìn)氣殼體和功后高爐煤氣透 平排氣殼體構(gòu)成，高爐煤氣透平進(jìn)氣殼體的軸線與透平轉(zhuǎn)子的軸線相垂直，高爐煤氣透平 排氣殼體的軸線與透平轉(zhuǎn)子的軸線相一致，聯(lián)接于機(jī)殼排氣端。上述技術(shù)方案的進(jìn)一步方案，所述透平排氣殼體為由沿透平軸線方向直徑逐漸增大的圓錐外筒和圓柱內(nèi)筒構(gòu)成的通流截面積逐增大的膨脹透平排氣殼體。膨脹透平排氣殼 體與機(jī)殼排氣端相聯(lián)接的一端，圓錐外筒的直徑與機(jī)殼的直徑相對(duì)應(yīng)，最好是一致；圓柱內(nèi) 筒的直徑與透平轉(zhuǎn)子的輪轂直徑相對(duì)應(yīng)，最好也一致。膨脹透平排氣殼體的軸向長(zhǎng)度不低 于透平轉(zhuǎn)子工作區(qū)域?qū)?yīng)的機(jī)殼長(zhǎng)度的兩倍。膨脹透平排氣殼體由機(jī)匣段與排氣筒段對(duì)接 構(gòu)成，最好是采用法蘭結(jié)構(gòu)對(duì)接構(gòu)成。支撐透平轉(zhuǎn)子的一端軸承座設(shè)置在機(jī)匣段的內(nèi)筒內(nèi)。 膨脹透平排氣殼體的圓錐外筒的外端設(shè)計(jì)有一段與外管路相聯(lián)接的直段。本實(shí)用新型公開的高爐煤氣余壓透平機(jī)由于采用了軸向排氣結(jié)構(gòu)，較之現(xiàn)有技術(shù) 的徑向進(jìn)氣徑向排氣的高爐煤氣余壓透平機(jī)，具有多方面十分突出的優(yōu)點(diǎn)。首先，軸向排 氣結(jié)構(gòu)解決了現(xiàn)有技術(shù)高爐煤氣余壓透平機(jī)排氣管道由方變圓所帶來(lái)的制造困難問(wèn)題；其 次，避免了高爐煤氣膨脹做功后氣流90度整流及轉(zhuǎn)向，做功后的煤氣經(jīng)由擴(kuò)壓膨脹殼體排 出，降低了煤氣排出流動(dòng)損失，使得流場(chǎng)更均勻，提高了壓力和溫度的利用效率；再其次， 透平機(jī)由于其排氣方式得以改變，使得透平機(jī)的效率得到提升，噪音得到降低；另外，高爐 煤氣余壓透平機(jī)采用軸向排氣結(jié)構(gòu)，省去了現(xiàn)有技術(shù)中透平機(jī)徑向排氣所設(shè)置的排氣導(dǎo)流 盆，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了進(jìn)出管道的布局，提高了靜葉調(diào)角器的維修方便性；最后，本實(shí)用新 型的排氣方式，大大降低了透平機(jī)的重量、體積和裝配難度，減少了機(jī)組安裝所占用的廠房 平立面空間和基礎(chǔ)重量，由此進(jìn)一步降低了透平機(jī)發(fā)電裝置建設(shè)的工程造價(jià)。本實(shí)用新型還具有其他一些方面的優(yōu)點(diǎn)。
附圖1是現(xiàn)有技術(shù)的高爐煤氣透平機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是本實(shí)用新型的徑向進(jìn)氣軸向排氣的高爐煤氣余壓透平機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示 意圖。上述附圖中各圖示標(biāo)號(hào)的標(biāo)識(shí)對(duì)象為1-進(jìn)氣殼體；2-設(shè)計(jì)有靜葉的機(jī)殼；3-透 平轉(zhuǎn)子；4-圓錐外筒；5-圓柱內(nèi)筒；6-排氣筒。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖說(shuō)明給出本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做 進(jìn)一步的具體描述。有必要在此指出的是，實(shí)施例只用于對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明，不 能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型公開的內(nèi)容， 可對(duì)本實(shí)用新型做出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，但這樣的改進(jìn)和調(diào)整應(yīng)仍屬于本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍。實(shí)施例本實(shí)施例揭示的徑向進(jìn)氣軸向排氣的高爐煤氣余壓透平機(jī)，其結(jié)構(gòu)如附圖2所 示，主要由設(shè)計(jì)有靜葉的機(jī)殼2、通過(guò)軸承安裝在機(jī)殼內(nèi)的透平轉(zhuǎn)子3、與機(jī)殼相聯(lián)接的高 爐煤氣透平進(jìn)氣殼體1和功后高爐煤氣透平排氣殼體構(gòu)成，高爐煤氣透平進(jìn)氣殼體的軸線 與透平轉(zhuǎn)子的軸線相垂直，高爐煤氣透平排氣殼體的軸線與透平轉(zhuǎn)子的軸線相一致。其中 高爐煤氣透平排氣殼體由通流截面積逐漸增大的膨脹排氣機(jī)匣段和排氣筒段6采用法蘭 結(jié)構(gòu)對(duì)接構(gòu)成，機(jī)匣段和排氣筒段均由沿軸線方向直徑逐漸增大的圓錐外筒4和圓柱內(nèi)筒 5構(gòu)成，支撐透平轉(zhuǎn)子的一端軸承座設(shè)置排氣機(jī)匣段的圓柱內(nèi)筒內(nèi)。所述膨脹透平排氣殼體的機(jī)匣段與機(jī)殼相聯(lián)接的一端，其圓錐外筒直徑與機(jī)殼的直徑相一致，圓柱內(nèi)筒與透平轉(zhuǎn) 子的輪轂直徑相一致，膨脹透平排氣殼體的軸向長(zhǎng)度為透平轉(zhuǎn)子做功區(qū)域?qū)?yīng)機(jī)殼長(zhǎng)度的 兩倍，膨脹透平排氣殼體的排氣筒段6的圓錐外筒外端，設(shè)計(jì)有一段用于與排氣外管路相 聯(lián)接的直筒段。
權(quán)利要求1.一種徑向進(jìn)氣軸向排氣的高爐煤氣余壓透平機(jī)，主要由設(shè)計(jì)有靜葉的機(jī)殼、通過(guò)軸 承安裝在機(jī)殼內(nèi)的透平轉(zhuǎn)子、與機(jī)殼相聯(lián)接的高爐煤氣進(jìn)氣殼體和功后高爐煤氣透平排氣 殼體構(gòu)成，其中高爐煤氣透平進(jìn)氣殼體的軸線與透平轉(zhuǎn)子的軸線相垂直，其特征在于高爐 煤氣透平排氣殼體的軸線與透平轉(zhuǎn)子的軸線相一致，聯(lián)接于機(jī)殼排氣端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑向進(jìn)氣軸向排氣的高爐煤氣余壓透平機(jī)，其特征在于所述 透平排氣殼體為由沿透平軸向直徑逐漸增大的圓錐外筒和圓柱內(nèi)筒構(gòu)成的通流截面積逐 漸增大的膨脹透平排氣殼體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的徑向進(jìn)氣軸向排氣的高爐煤氣余壓透平機(jī)，其特征在于膨脹 透平排氣殼體與機(jī)殼排氣端相聯(lián)接的一端，圓錐外筒直徑與機(jī)殼的直徑相一致，圓柱內(nèi)筒 與透平轉(zhuǎn)子的輪轂直徑相一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的徑向進(jìn)氣軸向排氣的高爐煤氣余壓透平機(jī)，其特征 在于膨脹透平排氣殼體的軸向長(zhǎng)度不低于透平轉(zhuǎn)子做功區(qū)域?qū)?yīng)機(jī)殼長(zhǎng)度的兩倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的徑向進(jìn)氣軸向排氣的高爐煤氣余壓透平機(jī)，其特征 在于膨脹透平排氣殼體由機(jī)匣段與排氣筒段對(duì)接構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的徑向進(jìn)氣軸向排氣的高爐煤氣余壓透平機(jī)，其特征在于膨脹 透平排氣殼體由機(jī)匣段與排氣筒段對(duì)接構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的徑向進(jìn)氣軸向排氣的高爐煤氣余壓透平機(jī)，其特征在于膨脹 透平排氣殼體由機(jī)匣段與排氣筒段通過(guò)法蘭結(jié)構(gòu)對(duì)接構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的徑向進(jìn)氣軸向排氣的高爐煤氣余壓透平機(jī)，其特征 在于膨脹透平排氣筒的圓錐外筒外端設(shè)計(jì)有一段用于與外管路相聯(lián)接的直筒段。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的徑向進(jìn)氣軸向排氣的高爐煤氣余壓透平機(jī)，其特征在于膨脹 透平排氣筒的圓錐外筒外端設(shè)計(jì)有一段用于與外管路相聯(lián)接的直筒段。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的徑向進(jìn)氣軸向排氣的高爐煤氣余壓透平機(jī)，其特征在于膨 脹透平排氣筒的圓錐外筒外端設(shè)計(jì)有一段用于與外管路相聯(lián)接的直筒段。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種徑向進(jìn)氣軸向排氣的高爐煤氣余壓透平機(jī)，主要由設(shè)計(jì)有靜葉的機(jī)殼、通過(guò)軸承安裝在機(jī)殼內(nèi)的透平轉(zhuǎn)子、與機(jī)殼進(jìn)氣配氣端相聯(lián)接的高爐煤氣透平進(jìn)氣殼體和功后高爐煤氣透平排氣殼體構(gòu)成，其中高爐煤氣透平進(jìn)氣殼體的軸線與透平轉(zhuǎn)子的軸線相垂直，高爐煤氣透平排氣殼體的軸線與透平轉(zhuǎn)子的軸線相一致。本實(shí)用新型的透平排氣殼體布局結(jié)構(gòu)，使得經(jīng)膨脹做功后的煤氣軸向排出，降低了煤氣排出流動(dòng)損失，使得流場(chǎng)更為均勻，提高了透平機(jī)的工作效率，降低了噪音，同時(shí)也大大降低了透平機(jī)機(jī)組的重量、體積和裝配難度，減少了機(jī)組占用的廠房平立面空間和基礎(chǔ)重量，降低了透平機(jī)發(fā)電裝置的工程造價(jià)，提高了維修方便性。
文檔編號(hào)F01D25/26GK201835877SQ20092024377
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者任先念, 劉棟梁, 楊云福, 陳亮 申請(qǐng)人:成都發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限公司