一种抗催化剂沉积与冲蚀的烟气轮机

技术领域

本发明涉及烟气轮机的技术领域，特别是涉及一种抗催化剂沉积与冲蚀的烟气轮机。

背景技术

众所周知，烟气轮机是利用催化再生器烧焦所产生的高温烟气的热能及压力能做功的旋转机械，用于催化裂化装置的能量回收系统，利用烟机产生的机械能带动主风机或发电机等设备工作或发电，回收能量的设备；而烟气在对烟气轮机做功过程中往往携带有较多的催化剂颗粒，烟气中的催化剂进入烟气轮机内后会对烟气轮机的叶轮造成冲蚀，且部分催化剂颗粒沉降于烟气轮机内，使用一段时间后需对烟气轮机进行停机检修，烟气轮机的使用寿命受此影响大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种可对烟气中的催化剂颗粒进行预清理，减少催化剂颗粒对设备的冲蚀以及在设备内的沉降量，延长烟气轮的检修维护时间间隔，提高使用寿命的抗催化剂沉积与冲蚀的烟气轮机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抗催化剂沉积与冲蚀的烟气轮机，包括壳体、转动安装于壳体内的转轴和用于催化剂颗粒处理的分流离心清理机构，所述分流离心清理机构包括固定安装于转轴上并位于壳体进风口一端的一级驱动叶轮和多个分流导流筒，多个分流导流筒沿转轴径向均布，多个分流导流筒的内径自转轴中心向外依次增大，所述壳体上设有大于壳体内径的扩径腔，所述分流导流筒远离壳体进风口的一端安装有向转轴径向外侧弯折延伸的翻边导流部，多个所述分流导流筒上的翻边导流部沿转轴径向等距均布，所述扩径腔内安装有用于催化剂颗粒捕捉的捕捉器，所述捕捉器包括筒体、内置于筒体内的多个V型凸起和多个防反流喇叭嘴，每相邻的两V型凸起之间形成V型集槽，所述V型集槽与转轴的中心轴线平行布置，所述防反流喇叭嘴的大口径一端与V型集槽相通；所述筒体与壳体内壁之间形成环腔，所述壳体底部设有与环腔相通的集料盒。

优选的，还包括固定安装于壳体内的锥型导流罩、固定叶轮和中空扶正器，所述中空扶正器通过固定叶轮与锥型导流罩固定连接，所述转轴转动安装于中空扶正器中部，所述中空扶正器外壁和锥型导流罩内壁之间形成锥型风道，所述转轴上固定安装有二级驱动叶轮和三级驱动叶轮，所述二级驱动叶轮位于锥型风道的进流端，所述三级驱动叶轮位于锥型风道的出流端。

优选的，所述壳体内设有密闭的换热腔，所述转轴自换热腔内穿过；所述壳体上安装有多个排烟管，多个排烟管的输入端自换热腔内穿过并与锥型风道的出流端连通，所述排烟管的外壁套设有与换热腔连通的换热管道；进一步的，所述转轴通过机械轴封与壳体和中空扶正器转动密封连接；多个排烟管的输入端围合成与锥型风道出流端契合的环形。

优选的，所述壳体上安装有伸入至换热腔内的测温探头。

优选的，还包括风压调整机构，所述风压调整机构包括转动安装于壳体上的驱动盘和围绕壳体外壁周向均布的多个调整组件；所述调整组件包括转动安装于锥型风道内的叶板、与叶板一体连接的驱动杆和万向连接件，所述驱动盘通过万向连接件与驱动杆传动连接。

进一步的，所述驱动盘和壳体通过螺栓等锁合连接。

优选的，所述万向连接件包括两螺纹筒和螺杆，所述螺杆的两端分别螺装于两螺纹筒内，所述螺纹筒的端部转动安装有万向球，两螺纹筒上的万向球分别与驱动杆和驱动盘连接。

优选的，所述叶板自壳体向外伸出处套设有扭簧，所述叶板和壳体通过扭簧弹性连接；进一步的，扭簧的一端与叶板固定连接，扭簧的另一端与壳体固定连接。

优选的，所述一级驱动叶轮采用锥型轴流叶轮，所述分流导流筒外壁上设有周向均布的导流肋板。

优选的，所述集料盒底部设有排料开口，所述集料盒上临近排料开口处滑动安装有插板；进一步的，所述插板将排料开口封堵，所述插板通过螺栓等与集料盒锁合。

与现有技术相比，本发明提供了一种抗催化剂沉积与冲蚀的烟气轮机，具备以下有益效果：该抗催化剂沉积与冲蚀的烟气轮机，通过分流导流筒将烟气进行分流，在分流导流筒上翻边导流部的作用下，使烟气沿转轴轴向行进转为沿转轴径向行进，而烟气作用于一级驱动叶轮上，使一级驱动叶轮带动转轴转动，一级驱动叶轮转动过程中壳体内烟气形成旋流效果，在旋流离心力作用下，烟气中的催化剂颗粒被抛至扩径腔内，催化剂颗粒经V型集槽、防反流喇叭嘴进入至环腔内，当环腔内风压减小时，环腔内的催化剂颗粒落至集料盒内，对催化剂颗粒集中收集，可对烟气中的催化剂颗粒进行预清理，减少催化剂颗粒进入至烟气轮机内部，从而减少催化剂颗粒对设备的冲蚀以及在设备内的沉降量，延长烟气轮的检修维护时间间隔，提高设备使用寿命。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的前视结构示意图。

图3是本发明的图2中A-A处剖面结构示意图。

图4是本发明的图3中B-B处剖面结构示意图。

图5是本发明的内部剖切立体结构示意图。

图6是本发明的捕捉器立体结构示意图。

图7是图5中B处局部放大结构示意图。

图8是本发明的图1中A处局部放大结构示意图。

图中：1、壳体；2、转轴；3、一级驱动叶轮；4、分流导流筒；5、翻边导流部；6、筒体；7、V型凸起；8、防反流喇叭嘴；9、集料盒；10、锥型导流罩；11、固定叶轮；12、中空扶正器；13、锥型风道；14、二级驱动叶轮；15、三级驱动叶轮；16、换热腔；17、排烟管；18、换热管道；19、驱动盘；20、叶板；21、驱动杆；22、螺纹筒；23、螺杆；24、万向球；25、扭簧；26、导流肋板；27、插板；28、测温探头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明的一种抗催化剂沉积与冲蚀的烟气轮机，包括壳体1、的转轴2和分流离心清理机构。转轴2转动安装于壳体1内，分流离心清理机构用于处理壳体1内的催化剂颗粒。

具体的，分流离心清理机构包括一级驱动叶轮3和多个分流导流筒4，一级驱动叶轮3固定安装于转轴2上，多个分流导流筒4位于壳体1进风口一端，多个分流导流筒4沿转轴2径向均布，多个分流导流筒4的内径自转轴2中心向外依次增大，壳体1上设有大于壳体1内径的扩径腔，分流导流筒4远离壳体1进风口的一端安装有向转轴2径向外侧弯折延伸的翻边导流部5，多个分流导流筒4上的翻边导流部5沿转轴2径向等距均布，在扩径腔内安装有用于捕捉催化剂颗粒的捕捉器。

一级驱动叶轮3采用锥型轴流叶轮，分流导流筒4外壁上设有周向均布的导流肋板26，在导流肋板26的作用下，可使进入至分流导流筒4内的烟气跟随分流导流筒4的转动同步转动，从而使烟气更好的形成旋流，以促使烟气中的催化剂颗粒向扩径腔处运动。

在另一实施例中，一级驱动叶轮3以及多个分流导流筒4与转轴2可拆卸连接，当分流导流筒4和一级驱动叶轮3磨损严重时，可对一级驱动叶轮3和分流导流筒4进行更换即可，以提高后续设备维修便捷性；烟气中催化剂颗粒的行进轨迹可参考图3中的箭头方向。

壳体1内还设有锥型导流罩10、固定叶轮11和中空扶正器12，中空扶正器12通过固定叶轮11与锥型导流罩10固定连接，转轴2转动安装于中空扶正器12中部，中空扶正器12外壁和锥型导流罩10内壁之间形成锥型风道13，转轴2上固定安装有二级驱动叶轮14和三级驱动叶轮15，二级驱动叶轮14位于锥型风道13的进流端，三级驱动叶轮15位于锥型风道13的出流端；二级驱动叶轮14和三级驱动叶轮15均优选轴流叶轮；初步处理后的烟气作用于二级驱动叶轮14上，使二级驱动叶轮14带动转轴2转动，而烟气进入至锥型风道13后因空间变小，烟气的压力和流速增大，烟气集中后作用于三级驱动叶轮15上，使三级驱动叶轮15带动转轴2转动，将烟气的能量转化为转轴2的转动动能，可有效提高烟气的能量转化率，降低能量的损耗。

捕捉器包括筒体6、内置于筒体6内的多个V型凸起7和多个防反流喇叭嘴8，每相邻的两V型凸起7之间形成V型集槽，V型集槽与转轴2的中心轴线平行布置，防反流喇叭嘴8的大口径一端与V型集槽相通。筒体6与壳体1内壁之间形成环腔，壳体1底部设有与环腔相通的集料盒9。在多个分流导流筒4以及翻边导流部5的作用下，使烟气中的催化剂颗粒均匀分散进入至V型集槽内，避免催化剂颗粒之间相互碰撞干涉而致使催化剂的运动轨迹偏离转轴2径向方向，在V型集槽的作用下，可将催化剂颗粒顺利导入至防反流喇叭嘴8内，而防反流喇叭嘴8呈缩口状，进入至环腔内的催化剂颗粒很难自防反流喇叭嘴8处回流，从而提高了对催化剂颗粒的捕捉率，以达到减少催化剂颗粒进入至壳体1内部的目的，避免催化剂颗粒过多进入至烟气轮机内部，同时可使催化剂颗粒均匀分散冲击于一级驱动叶轮3上，且有效减少催化剂颗粒与一级驱动叶轮3的接触数量，从而降低对一级驱动叶轮3的冲蚀。

集料盒9底部设有排料开口，集料盒9上临近排料开口处滑动安装有插板27；进一步的，插板27将排料开口封堵，插板27通过螺栓等与集料盒9锁合；当集料盒9内的催化剂颗粒积存较多时，可通过抽离插板27，使集料盒9内催化剂颗粒外排，无需拆机即可实现对催化剂颗粒的清理。

壳体1内设有密闭的换热腔16，转轴2自换热腔16内穿过；壳体1上安装有伸入至换热腔16内的测温探头28；通过测温探头28，可对换热腔16内的温度进行实时监测，当换热腔16内温度过高时，可及时发现并进行处理，降低因换热腔16内温度过高而致使转轴2产生形变的事故率。

壳体1上安装有多个排烟管17，多个排烟管17的输入端自换热腔16内穿过并与锥型风道13的出流端连通，排烟管17的外壁套设有与换热腔16连通的换热管道18。进一步的，转轴2通过机械轴封与壳体1和中空扶正器12转动密封连接；多个排烟管17的输入端围合成与锥型风道13出流端契合的环形；多个排烟管17的输入端围合呈的环形将锥型风道13的出流端完全闭合封堵，使做功后的烟气进入至排烟管17内，可将外部换热介质经换热管道18注入至换热腔16内，换热介质将换热腔16内的热量充分吸收后将热量再次利用，同时可降低换热腔16内的温度，从而降低转轴2周围环境温度，以降低转轴2的磨损率。

还包括风压调整机构，风压调整机构包括转动安装于壳体1上的驱动盘19和围绕壳体1外壁周向均布的多个调整组件，驱动盘19和壳体1通过螺栓等锁合连接。调整组件包括转动安装于锥型风道13内的叶板20、驱动杆21和万向连接件，叶板20的上端伸出壳体1后固定连接驱动杆21，驱动盘19通过万向连接件与驱动杆21传动连接。通过转动驱动盘19，经万向连接件和驱动杆21传动后，叶板20自转，从而可对伸入至锥型风道13内叶板20的旋转角度进行调整，从而对经过锥型风道13的风量和风压进行调整，以对转轴2的转速进行适应性调整，满足转轴2的变速工况使用需求。

参见图8，万向连接件包括两螺纹筒22和螺杆23，螺杆23的两端分别螺装于两螺纹筒22内，螺纹筒22的端部转动安装有万向球24，两螺纹筒22上的万向球24分别与驱动杆21和驱动盘19连接；当驱动盘19固定时，通过转动调整螺杆23，使螺杆23伸入至螺纹筒22内的长度发生变化，从而对单个叶板20的旋转角度进行独立调整，以便于对流经壳体1内烟气风压和风量进行精准调整。

叶板20自壳体1向外伸出处套设有扭簧25，叶板20和壳体1通过扭簧25弹性连接；进一步的，扭簧25的一端与叶板20固定连接，扭簧25的另一端与壳体1固定连接；当叶板20无外力作用时，扭簧25可促使叶板20自动复位，无需人工干涉，以提高操作便捷性。

工作过程：烟气经壳体1的进风口一端进入，通过分流导流筒4将烟气进行分流，在分流导流筒4上翻边导流部5的作用下，使烟气沿转轴2轴向行进转为沿转轴2径向行进，而烟气作用于一级驱动叶轮3上，使一级驱动叶轮3带动转轴2转动，一级驱动叶轮3转动过程中壳体1内烟气形成旋流效果，在旋流离心力作用下，烟气中的催化剂颗粒被抛至扩径腔内，通过捕捉器将催化剂颗粒捕捉，随后烟气作用于二级驱动叶轮14和三级驱动叶轮15上，一级驱动叶轮3、二级驱动叶轮14和三级驱动叶轮15同步带动转轴2转动，将转轴2与外部发电机或者其他设备连接，将转轴2的转动动能进行利用即可。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。