地炼会议资料课件

上上海海成成航航涡涡轮轮技技术术有有限限公公司司是是民民营营股股份份制制企企业业，是是专专业业研研制制、设设计计、制制造造工工业业透透平平动动力力设设备备与与成成套套机机组组的的高高新新技技术术企企业业，主主要要产产品品为为烟烟气气轮轮机机等等工工业业透透平平动动力力机机械械设设备备与与成成套套机机组组，我我公公司司设设计计制制造造的的烟烟气气轮轮机机具具有有节节能能高高效效，操操作作稳稳定定性性好好，运运行行周周期期长长，易易损损部部件件寿寿命命长长等等特特点点。公公司司立立足足掌掌握握核核心心技技术术的的同同时时，为为客客户户提提供供优优质质、可可靠靠、及及时时的的服服务务。经经中中石石化化科科技技成成果果鉴鉴定定，其其产产品品和和技技术术达达到到国国际际水平，国内领先。现为中石化、中石油网络一级供应商。水平，国内领先。现为中石化、中石油网络一级供应商。上海成航涡轮技术有限公司是民营股份制企业，是专业研制、程程信信华华：总总设设计计师师，研研究究员员，原原中中国国燃燃气气涡涡轮轮研研究究院院主主任任设设计计师师，博博士士生生导导师师，享享受受国国家家特特殊殊津津贴贴，从从事事航航空空叶叶轮轮机机械械气气动动设设计计4040余余年年，获获得得多多项项国国防防科科技技成成果果奖奖和和省省部部级级奖奖，在在国国际际、国国内内气气动动设设计计领领域域享享有有很很高高声声誉誉。主主持持完完成成了了多多台台新新型型烟烟气气轮轮机机的的气气动动设设计，取得业界好评。计，取得业界好评。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，博一、现运行烟气轮机易出现的常见问题一、现运行烟气轮机易出现的常见问题及分析及分析二、新一代高效烟气轮机技术优势二、新一代高效烟气轮机技术优势三、烟气轮机转子维修三、烟气轮机转子维修四、新技术烟气轮机应用业绩四、新技术烟气轮机应用业绩五、厂家分项介绍五、厂家分项介绍交流提纲交流提纲一、现运行烟气轮机易出现的常见问题及分析交流提纲一、现运行烟气轮机易出现一、现运行烟气轮机易出现的常见问题及分析的常见问题及分析一、现运行烟气轮机易出现的常见问题及分析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。1、效率低单级机组效率仅仅60%左右；2 2、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，引起气流堵、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。塞和紊流，从而造成严重冲蚀。2、叶片、轮盘冲蚀严重叶片、轮盘冲蚀严重（尤其动叶根部），分b b、叶叶型型设设计计不不合合理理，叶叶根根部部位位叶叶栅栅稠稠度度高高，气气流流速速度度快，从而造成严重冲蚀。快，从而造成严重冲蚀。c c、叶叶片片加加工工工工艺艺控控制制不不严严，表表面面质质量量存存在在缺缺陷陷，加加剧剧叶片冲蚀速度，易造成叶片从根部断裂。叶片冲蚀速度，易造成叶片从根部断裂。b、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。3、催化剂结垢 分析：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。影响：二、新一代高效烟气轮机二、新一代高效烟气轮机技术优势技术优势二、新一代高效烟气轮机技术优势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 采采集集厂厂家家现现场场实实际际工工况况参参数数，根根据据烟烟气气轮轮机机实实际际工工况况进进行行一一对对一一的的匹匹配配设设计计，使使烟烟气气轮轮机机的的设设计完全匹配实际工况。计完全匹配实际工况。1、提高输出效率1.1、一对一柔性设计 随随着着计计算算机机技技术术的的发发展展和和计计算算流流体体力力学学（CFDCFD）的的进进步步，CFDCFD技技术术从从上上世世纪纪9090年年代代末末期期逐逐步步在在航航空空发发动动机机、汽汽轮轮机机等等领领域域得得到到普普及及，使使在在烟烟机机设设计计时时采采用用全全三三维维有有粘粘气气动动计计算算成成为可能，并得到了成功的应用。为可能，并得到了成功的应用。1.21.2、全三维有粘气动设计、全三维有粘气动设计 随着计算机技术的发展和计算流体力学（CFD）的进步，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新叶叶型型最最大大的的特特点点在在于于动动叶叶由由原原来来的的简简单单变变截截面面扭扭转转叶叶型型变变为为弯弯扭扭复复合合叶叶型型，静静叶叶片片由由原原来来的的等等截截面面叶叶型型变变为为弯弯扭扭复复合合叶叶型型。使使不不同同半半径径上上静静叶叶片片出出气气角角和和动动叶叶片片进进气气角角相相匹匹配配，在在整整个个径径向向上上形形成成合合理理气气动动攻攻角角，减减轻轻气气流流与与叶叶片片之之间间的的摩摩擦擦，整整个个流流道道气气流流通通畅畅，流流速速均均匀匀，使使烟烟气气能能量量得得以以充充分分回回收。收。复合弯扭静叶组件1.3、弯扭复合叶型的设计复合弯扭动叶片新叶2 2、解决冲蚀解决冲蚀出口气流局部分离进口极大进口极大的正攻角的正攻角通过计算：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。2、解决冲蚀出口气流局部分离进口极大的正攻角通过计算：原叶形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。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2.1、通过全新的气动设计，改变动静叶片叶形，使得内部气流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2.2、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。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3 3、减轻催化剂结垢减轻催化剂结垢 通通过过调调整整气气动动设设计计，内内部部气气流流流流动动顺顺畅畅，减减轻轻催催化化剂剂结结垢垢。另另外外，气气流流流流动动顺顺畅畅能能使使催催化化剂剂均均匀匀堆堆积积，延延缓缓机机组组振振动动值值升升高速度，延长运行周期。高速度，延长运行周期。3、减轻催化剂结垢 通过调整气动设计，内部气流流动顺三、三、烟气轮机转子维修烟气轮机转子维修三、烟气轮机转子维修 再生烟气含固体颗粒，属于气固两相流，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。目前国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，我公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，认为采用同基体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，并已成功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。为京博石化、恒源石化进行转子修复。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 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 最高速度变化可达最高速度变化可达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、裂纹等缺陷。裂纹等缺陷。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，焊接材打底预热后，焊接材质均匀。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，分析过渡层的情况是分析过渡层的情况是否为冶金结合。否为冶金结合。运用同基体焊丝，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 激光熔覆与冷焊技术对比：激光熔覆冷焊温度 最高速度 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 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 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 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 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 恒源石化转子维修前后对比图：维修前叶顶冲蚀 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 恒源石化转子维修前后对比图：维修前进气边叶根冲蚀 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）恒源石化转子维修前后对比图：维修后转子（叶顶）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）恒源石化转子维修前后对比图：维修后转子（进气边）四、新技术烟气轮机四、新技术烟气轮机应用业绩应用业绩四、新技术烟气轮机应用业绩 运用先进气动设计技术对国内烟气轮机进行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，目前已有整机改造和动静叶片核心改造，目前已有4 4台机台机组投入运行，都取得了显著的成果；另外，有组投入运行，都取得了显著的成果；另外，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，出家，出具功率评估报告、方案具功率评估报告、方案3030余套。第一台已无故障余套。第一台已无故障运行运行4 4年。年。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；改改造造效效果果：通过设计解决了叶片冲蚀、降低了催化剂堆积速度，效效率率达达到到88%，烟烟气气轮轮机机输输出出功功率率提提高高1000kw/h，年年节节电电效效益益达达560万万，机组连续运行时间相比原机组显著延长。1、济南炼油厂10000A型烟机改造改造方式：重新设计动静叶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机组稳定运行16个月后正常检修照片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；改改造造效效果果：烟烟机机输输出出功功率率10472.03KW/H，烟烟机机效效率率86.94，相相同同工工况况下下提提高高输输出出功功率率9.82，年年节节电电效效益益达达660万万，机组连续运行时间相比原机组显著延长。2、济南炼油厂10000G型烟机改造改造方式：重新设计动静叶3 3、淮安清江石化、淮安清江石化5000A5000A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；改改造造效效果果：通过电机功率比较及校核计算，效效率率提提 高高 10%以以 上上，电电 机机 耗耗 功功 相相 比比 减减 小小427kw/h,年年节节电电效效益益达达240万万；机组连续运行时间相比原机组显著延长。3、淮安清江石化5000A型烟机改造改造方式：重新设计动静叶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：电电机机电电流流由由改改造造前前280A280A降降到到220A220A，烟烟气气轮机连续运行周期成倍增长轮机连续运行周期成倍增长,效益非常显著。效益非常显著。4、山东京博石化5000G型烟机改造改造方式：重新设计动静叶五、厂家分项介绍五、厂家分项介绍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）。运现场准备装机）。机组详细设计参数见技术协议。中石化上海金山石化机组型号：YLII5000G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%以上以上（已签订订购合同）；机组详细设计参数见技术协议。中石化广州分公司机组型号：YL12000C；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7%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%以上；以上；机组详细设计参数见技术协议。山东齐旺达化工集团机组型号：YL7000G；山东海化集团石化分公司山东海化集团石化分公司机组型号机组型号：YL8000F；存在问题：存在问题：效率较低，存在一定程度的结垢和冲蚀；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：输出功率提升输出功率提升560kw/h以上以上,年节电效益达年节电效益达313.6万，连续运行周期提高万，连续运行周期提高50%以上；以上；机组详细设计参数见技术协议。山东海化集团石化分公司机组型号：YL8000F；青岛安邦炼化青岛安邦炼化机组型号机组型号：YL5000B；存在问题：存在问题：效率较低，存在严重冲蚀和结垢；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10%以上，输出功率提升以上，输出功率提升600kw/h以上以上,年节电效益达年节电效益达336万，连续运行周期提高万，连续运行周期提高50%以上；以上；机组详细设计参数见技术协议。青岛安邦炼化机组型号：YL5000B；