烟气轮机说明书

2＃(备用)主风机烟机使用说明书

一、概述

1、烟气轮机简介

烟气轮机是炼油厂催化裂化装置专用透平，再生烟气中的热能和压力能通过它膨胀作功，转变为机械能。烟气轮机输出的功率用来驱动主风或电机，从而达到回收能量的目的。

催化裂化再生烟气中含有一定数量的催化剂固体颗粒。根据气—固两相流动的特点，烟气轮机在设计上，除考虑热膨胀和高温强度以外。特别注意了防止和减轻催化剂固体颗粒对通流部分的冲蚀和磨损。 单级烟气轮机为单级透平，采用轴向进气悬臂转子结构。

YL －4000M 型烟气轮机是兰州石油化工公司为宁波科元塑胶有限公司制造的一台单级烟气轮机，其大致结构如下图。 2、设计参数

入口压力：0.19Mpa(A) 烟气流量：1676NM 3 /min

入口温度：670 ℃ 出口压力：0.108Mpa(A) 额定功率：4050kw 绝热效率：79％

平均分子量：29.21 额定转速：6336 r/min 出口温度：578 ℃

3、消耗指标

3.1润滑油（VG46）

进油温度：40～45 ℃ 过虑精度：20μ

进油压（G）0.147～0.18 Mpa（轴承A），0.08～0.12（轴承B）耗油量：轴承A 100L/min 轴承B和止推轴承250L/min 3.2蒸汽、空气

注：密封空气为非净化风、油封空气为净化风。

3.3 支座冷却水（循环水）

入口压力（G） 0.4 Mpa

入口温度℃ 32

耗量kg/h 5000

4轴承负荷及耗功

轴向推力：4.9吨

5、YL－4000型烟气轮机空载耗功曲线

空载耗功：620kw 启动力矩：1000 N.m 额定转速：6336 rpm 静磨擦阻力矩：380 N.m 6、其它数据

6.1烟机轴端冷态找正数据

垂直方向

（单位mm ）

水平方向

注：安装时，环境温度按20℃计算。 6.2烟机总重量：16000kg

6.3最大安装件（底座）重量：6500kg 6.4最大检修重量：1157kg

6.5烟机对基础振动最大允许值： 基础顶面振动速度V ≤5mm/s 7、YL －4000M 轮盘温度场

冷态

520

0.56

热态

二、主要结构及系统

1、转子组件

转子组件由轮盘，动叶片和主轴等组成。轮盘与主轴之间以止口定位。热装后用拉杆螺栓联接，在考虑到轮盘和拉杆在工作时的热膨胀等因素，拉杆应有足够的预紧力，并采用套筒传扭。

轮盘为实心结构，彩高温合金材料模锻并加工而成，轮缘开枞树形叶根槽，用以装入带枞树形叶根的动叶片，动叶片由高温合金精铸或模锻成型，叶身部分喷涂“长城一号”耐磨涂层。

2、进气机壳

它主要由进气锥组件、静叶片组件组成，进气机壳为不锈钢焊接件，进气锥体为不锈钢铸件并焊接在进气机壳内，静叶片组件由静叶片、固定镶套和端面梳齿密封环（或蜂窝密封环）组成一个组合件，用螺栓紧固在进气锥端部，在进气壳体上设有可调式挠性辅助支撑。

3、过渡机壳

过渡机壳是一衬环。带有防冲蚀台阶结构。为减缓催化剂固体颗粒对通流边界的冲蚀和磨损，衬环内壁喷涂耐麿涂层。

4、排气机壳

由不锈钢焊接的排气机壳为整体形。它由进、出口法兰、扩压器及壳体组成整个机壳用进口端法兰上的两个支耳有机体上的两个支耳支承在底座上，在支耳与底座间设有调整垫片，在进口端法兰的两个支耳和底座的支承面之间设置横向导键；在排气机壳的前端和后端设置纵向导键，以保证烟机在热态时壳体膨胀走向合理。

5、轴承箱及轴承

轴承箱系水平剖分结构，由箱体和箱盖组成，均为铸钢件。其上装有轴承和油封及测转速、测轴振动探头、并接有轴承润滑油进出口管线。

轴承部件由两组径向轴承和一组止推轴承组成。固定在轴承箱内。径向轴承为四油叶滑动轴承或可倾瓦轴承，主止推轴承为八块的金氏伯里节油轴承或米契尔轴承。在装配时，转子相对于机壳的对中与定位通过轴承箱底面下的调整垫片来调节，用螺栓和定位销固定在底座上。

6、轴封气路系统

A、轴密封气路系统

轴密封采用蒸汽和空气两段迷宫密封，蒸汽密封用蒸汽由系统蒸汽（1.0Mpa250℃）管网引出，通过节流孔板和压差控制阀组，注入气封体内的蒸汽密封段，空气密封采用非净化空气，由系统非净化空气（0.6Mpa,常温）管网引出，通过无截止阀注入气超过封体内的空气密封段。通过烟气与密封蒸汽的压差控制，实现轮盘与气封体之间的空腔蒸汽压力大于动叶后的烟气压力，使密封蒸汽进入烟气流道，通过手动控制密封空气管线上的截止阀，实现密封空气压力大于密封蒸汽压力，以防止蒸汽从轴端泄漏，密封空气一部分流入抽气空腔，和少量蒸汽一起，由抽气口抽出机外，另一部分经迷宫密封泄入大气。

B、轴承密封气路系统

轴承箱盖和轴承体的前端，设有轴承密封气路系统。该系统采用净化空气，由系统净化空气（0.6Mpa,常温）管网引出，通过手动控制密封空气管线上的截止阀，将密封空气注入轴承箱盖前端的空气密封段，以防止润滑油的泄漏。

7、轮盘蒸汽冷却系统

烟机轮盘设有前后两路蒸汽冷却。前路冷却蒸汽通过管线引入机壳，由喇叭喷射到轮盘中心，然后沿着轮盘前表面作径向流动，冷却轮盘，最后通过端面气封进入动叶前烟气流道。后路冷却蒸汽即：轮盘后的轴端密封蒸汽进入机壳后，沿轮盘后侧面，作径向流动冷却，最后经端面气封流入动叶后烟气流道。

8、润滑油系统

烟机与风机及机组其它设备共用下一个油站。润滑油进油总管分别进入前后端径向轴承和推力轴承，回油经轴承箱和润滑油出口管流入机组回油管。润滑油为VG46号透平油。润滑油入口进轴承压力控制在1.5～1.8×105帕（表）。要求润滑油过滤精度为20μ。

９、监测系统

（1）烟机本体所设监测系统

①轴振动、轴位移监测。

烟机的轴振动、轴位移采用美国本特利公司或技术协议中选型产品

a 前、后轴振动在同一监测面上各设2个探头，分别安装在与轴承箱水平中分面互为45度的轴承箱盖上，以分别提供前、后轴承处X、Y方向上的轴承振动信号。

b 轴位采用1或2 探头，安装在径向止推轴承座上，以提供推力盘处轴向位移信号。探头引线由轴承箱体引出后进入接线盒。

上述各种探头均有较大的调节范围，可通过专用仪器确定探头与轴的距离。

②轴转速监测

烟机的转速监测采用美国AIRRAX公司，本特利公司或技术协议中选型产品。3个或4个探头分别安装在与轴承箱水平中分面互为45度和90度方向的轴承箱盖上，通过主轴上孔或凹坑以3取2表决形式提供轴转速信号。

③轴瓦温度监测

轴瓦温度采用预埋在瓦块内的WZPKPT100铂热电阻进行测量，常规前、后径向轴瓦分别在1块瓦上设置测点，主推力瓦在2块瓦上设置测点，副推力瓦在2块瓦上设置测点，测点数目根据技术协议可增加或减少。各热电阻引线由轴承座引出后，经轴承箱线槽进入接线盒。

（2）烟机配套管线所设监测系统

①轮盘温度监测

轮盘温度采用热电偶插入到轮盘前进行监测。监测温度的控制范围为320℃～350℃可通过自动调节蒸汽管线上的调节阀开度通入适量的冷却蒸汽来实现。

②前、后轴承进油压力

进入前、后轴承的润滑油压力，采用就地压力表监测，可通过油压可调机构，手动控制在.5～1.8×105帕（表）范围内。

③进、排油温度

进油温度由机组润滑油系统控制，进油温度为35～40℃.排油温度可由设在看窗上的温度计直接测量。

④支座回水温度可由设在回水管线上的温度计直接测量。

（3）烟机配套就地仪表盘所设监测系统

该系统包括：①轮盘冷却蒸汽压力②排气机壳烟气压力③蒸汽封入口压力④空气封入口压力⑤轴封抽气压力⑥油封空气压力⑦轴封蒸汽腔压力⑧轴封空气腔压力所采用的压力表分别安装在就地仪表盘上。

10、底座

底座为焊接件，支承排气机壳的两个支座用水冷却，以保证该机组的中心高不变。

三、安装说明

1、烟气管道安装设计要求

（1）为了确保烟气轮机的安全运行，避免杂物带入通流部分而打坏叶片，从三旋口至烟气轮机入口管道不允许采用耐磨衬里。

（2）烟气轮机进气管道，需要有一水平直管段，其长度不能小于10倍的管径，在此长度内只允许加有带内套的膨胀节，不能安装阀门等。水平进气管段上应有滚动支承和导向支承。

（3）烟机轮机进排气的受力要尽可能小些，管口应尽量避免力矩。最大允许受力和力矩应符合《HG/T3650－1999烟气轮机技术条件》之规定，或按双方技术协议执行。

（4）机组的所有进、出口管（包括蒸汽冷却管道），在第一次启动之前都应认真检查和清扫，因为进口管道有任何杂物都会使转子造成严重的损坏。

2、壳体的安装

（1）横向导向键与机座的键槽配合，接触良好，其过盈为0.005～0.015mm，与壳体支耳上的键槽每侧间隙为0.2～0.04mm。

（2）调整两个纵向导键槽的每侧间隙为0.02～0.04mm，然后将其固定在机座上，并打上定位销。

（3）壳体支耳与四个固定螺栓，垫片的间隙应为0.2mm。

3、转子组装与动平衡

（1）将轮盘装上主轴端部时，必须标记。在安装套筒和拉杆螺栓时，要用千分表测定拉杆螺栓的伸长量，同时不应使拉杆螺栓受扭。

（2）叶片装配前需称重并编号。等重分组对称装配。

（3）叶片装入轮槽后，应使叶根与轮槽能均匀地在三个齿形支承面上接触，其不接触间隙应≤0.03 mm。

（4）转子装上半联轴器作动平衡。动平衡精度应不低于GB9239－88标准G1.0级。

（5）检查转子各部分对轴线的跳动

4、转子安装

（1）起吊转子就位时，应使转子水平平稳放下，以免碰坏叶片和气封片。

（2）转子安装后与相配（相邻）零部件的间隙应控制在设计规定范围内。

5、轴承装配

（1）安装时需要注意轴承进油方向及轴承进油孔是否畅通。

（2）配制润滑油管线时，在润滑油进口法兰处应安装限流孔板。

6、静叶组件

装配静叶片时，应沿根部整个宽度上彼此紧密配合，相邻两叶片之围带允许有0.05mm间隙。

7、油路管段的清洗

（1）焊接部分的残渣及氧化皮用砂轮机清除。

（2）管内用铁丝串刷清除氧化皮和焊渣。

（3）管内用压缩空气吹干净。

（4）管线进行酸洗，用1：15的硫酸或稀盐酸与干净水溶液通入管段内，在60℃～85℃下保持30至45分钟。酸洗后用碱洗中和再用热水清先，然后用冷水清洗，要求清洗后水的PH值与新鲜水相等为止，再用热空气吹干。

（5）用透平油灌入管内浸润全部内表面后，每段管段两头封闭，以待安装。

8、其它

（1）冷却蒸汽管路要彻底清扫，清除铁锈、焊渣，保证清洁无垢，畅通无漏。

（2）高温部分的全部螺栓、螺母应能用手旋入，其螺纹表面上应涂上二硫化钼或石墨，以防高温咬死。

（3）排气机壳与气封体之间，上、下气封体之间及进气与排气机壳之间的结合面上，应以陶瓷或碳纤维作支撑架，涂上高温涂料（精炼的亚麻仁油加上鳞片状墨铅粉配制的胶状涂料）或者0.1～0.2mm的柔性石墨垫片，进口法兰垫片为0Cr19Ni9缠绕式垫片或波齿垫片，出口法兰垫片为0Cr19Ni9金属包石棉垫片或波齿垫片。

四、现场安装

1、安装前应具备的技术文件

（1）机器的出厂合格证明书；

（2）制造三提供的质量检验证书及热态循环机械运转试验记录；

（3）机器安装图，总装配图，主要部件图及安装使用说明书；

（4）机器的装箱清单。

2、

（1）开箱检验会同有关人员参加下进行，其内容包括：

①接对机器的名称、型号、规格、箱数并检查包装状况；

②检查随机技术文件及专用工具是否齐全；

③对机器及零部件进行外观检查，核实机器零部件的品种规格和数量等；

④检验记录应由有关人员参加签署。

（2）开箱应使用合适的工具，不得猛烈敲击，以防止损坏设备。机器的转动和滑动部件，在防腐涂料末清理前不得转动与滑动。

（3）机器和零部件的若不安装，开箱检查后应进行防锈处理，妥善保管，防止锈蚀损坏。

（4）凡与机器配套的电气、仪表、辅机及配管、配件应由各专业售货员进行验收，妥善保管。

3、基础验收及处理

（1）基础移交时，应有质量合格证明及测量记录。在基础上应明显地画出标高基准线及基础的纵横中心线。在建筑物上应标有坐标轴线。基础上应有沉降观测点。

（2）对基础进行外观检查，不得有裂纹、蜂窝、空洞、露筋等缺陷。

（3）按有关土建基础图及机器的技术文件，对基础的尺寸及位置进行复测检查，其允许偏差应符合下表要求

4、垫铁

（1）垫铁布置在地脚螺栓处，制造厂一般提供可调垫铁，当现场不使用可调垫铁时，可用两组垫铁置于地脚螺栓的两侧，应尽量使垫铁靠近地脚螺栓。

（2）平垫铁的表面和斜垫铁的斜面光洁度不得低于25，周边应清除毛刺和飞边，斜垫铁的斜度一般为1/20～1/10。

（３）斜垫铁应配对使用，每组垫铁不超过（１～２块平垫铁，一付斜垫铁）总高度为50～70mm。

（４）安放垫铁处的基础表面应铲平，垫铁与基础接触面应均匀，其接触面积应不小于５０％。

（5）机器用垫铁找平，找正后，用0.25或0.5公斤的手锤敲击检查垫铁组的松紧程度，应无松动现象，用0.05mm的塞尺检查，一般就塞不进去，局部塞入部分不得大于长边的1/4，共塞入深度不超过短边长的1/4。

（６）机器最终找正后，应在每组垫铁的两侧以点焊组合为一体，垫铁与机器底座之间不得焊接。

５、地脚螺栓

（1）地脚螺栓不允许有锈斑、油漆和污垢，螺母与螺栓应配合良好。

（2）地脚螺栓在螺栓孔或预埋的套管内四周要有间隙。

（3）地脚螺栓安装时应处于垂直状态，无歪斜.

(4) 拧紧螺母后，地脚螺栓必须留出螺母2～3个螺距。

6、就位、找平及找正

（1）机器就位应注意与有关机组间的相对间距，使所有联轴器的轴向联接端面间隙均能达到制造厂家规定数值。

（２）机座中心线应与于基础中心线一致，允许偏差不大于±2mm。

（３）测量和调整机座标高，允许偏差±1mm。

（４）机器找平，横向水平允许偏差为0.1 mm/m，纵向水平度允许偏差为0.05 mm/m。

（５）联轴节的对中偏差及联轴节的端面间隙，应符合机组安装找正的技术文件的规定。

７、灌浆

（1）地脚螺栓预留孔的灌浆工作，必须在机器初找平，找正后进行，二次灌浆工作在最终找正后24小时内进行，否则在灌浆前应对机器的找平、找正数据进行复查核对。

（2）二次灌浆采用无收缩水泥砂浆，二次灌浆的基础表面铲成麻面，麻点深度不小于10mm，每100平方厘米3～5点，二次灌浆层的高度一般为50～70mm.。

（3）二次灌浆层的灌浆必须连续进行，不得分次浇灌，并应符合土建专业的有关技术规定。

（4）当环境温度低于5℃时，在二次灌浆层养护期间，应采取保温或防冻措施。

8、系统管道

（1）水、气、汽系统管道的安装及清理要求按《工业管道工程施工及验收规范》金属管道篇〈GRJ235－82〉中的有关规定执行。

（2）各系统管道清洗，吹扫干净后方可与烟机的接口相联，严禁吹扫出的杂物进入烟机内。

（3）油系统循环时，烟机油进口法兰处应安装滤网（100目）过虑。通油四小时后，要求滤网上无金属颗粒，锈皮及砂粒等杂质，纤维体仅有微量。

（4）与烟机相联的烟气进、出管道，联接前必须将焊缝上的焊渣用砂轮打麿并清理干净。

（5）进、出口管道作用于烟机的外力和外力应符合《HG/T3650－1999烟气轮机技术条件》的要求。

（6）烟气进、出口管道联接法兰在自由状态下，法兰面平行度允差不大于0.5/1000，径向位移允差不大于0.5mm。

（7）烟气进、出口管道与烟机联接时，应用千分表测量机体位移，其什应不大于0.005mm。

五、机组找正

1、机组找正时以齿轮箱为基准向两端找正，烟气轮机按与主风机相联的联轴器找正，要求保证烟气轮机、主风机、齿轮箱、电动机之转轴线中心线近似成为一条光滑的弹性曲线，详见机组找正说明书。

2、通过调整轴承箱底部垫片或机座的可调垫铁来调整烟气轮机，与主风机的轴中心对中，要求端面振摆不大于0.04mm，径向跳动不大于0.04mm。

3、转子安装时，使推力盘紧贴主推力瓦，此时轮盘轮缘端面与壳体端面之间的间隙应符合设计规定。

4、烟机本体找正结果复查是通过假轴对壳体进气端在止口来进行的，要求假轴中心与壳体中心径向跳动不大于0.04mm,端面跳动不大于0.08mm。如果受条件限制没有假轴，而使转子复查时，要考虑因瓦间隙引起的转子沉量。

5、烟气轮机机座校正轴向水平心转子的轴径处为准，允许轴向水平误差不大于0.05/1000横向水平以轴承箱为准，允许误差不大于0.1/1000。

6、在安装好过渡环后，检查动叶片顶部间隙。

7、在主风机轴与烟气轮机轴找正后，应再次复核转子叶片顶部间隙。

8、机组中心找正后，对称均匀地把紧所有地脚螺栓，螺栓紧固后，重新检查轴的对中情况。

9、调整好联轴器喷油管位置，调整喷油管应考虑到联轴器外套轴向牵动时与喷油管不至相碰。

六、控制要求

1、烟气入口温度700℃时报警，正常操作温度见用户手册。

2、烟机径向轴承温度80℃报警，90℃时人工停机。

3、烟机推力轴承温度90℃报警，100℃时人工停机。

4、润滑油压力低于0.0588Mpa(表)时报警，辅助油泵自启动，低于0.0392 Mpa(表)时停机。

5、烟机振动（双振幅）大于0.08mm报警，大于0.10mm人工停机。

6、推力轴承轴向位移0.25mm报警，0.4mm停机。

7、轮盘正常操作温度低于300℃或高于350℃报警。

8、超速7％报警，超速10％时联锁停机。

七、仪表校验

烟气轮机的转子轴振动，轴位移及轴向位移等仪表选用美国本特利公司或技术协议中约定的产品，本特利仪表校验是用本特利公司产品TK－3型校验仪完成的，以轴位移为例说明如下：TK－3型校验仪上装有千分表和伏特表。校验时，将与主轴材料相同的试棒加工后，（φ50×100）固定在与千分表头对应的一端，然后旋转千分表手把，使表头与试棒从零逐渐增大，在此过程中同时一一对应分档记录千分表上和伏特表上的读数，如下表：

根据以上数据可作一条关系曲线如下图。曲线中间直线段为最佳范围，即实际测定量程必须在此范围内，假设直线段中点所对应的电压为7V，那么在安装轴位移探头时，先将推力盘靠紧主推力瓦，然后就将探头旋转至TK－3－伏特表显示7V的位置时固定，同时再将监视仪表（二次表）的指针对到零点，即校验完毕。

八、启动

1、烟机启动前应具备的条件

（1）烟气轮机的安装应符合烟机安装找正要求及施工图的规定，检验合格，机组自保控制、监测仪表等完备齐全，并应符合设计要求，联锁系统继电回路设备完好动作准确。

（2）烟气轮机入口处的配套阀门及控制系统须经高温试验合格后，调节灵活，开关可靠。

（3）烟气轮机进口烟气应符合下列要求：含尘浓度每标准立方米小于200mg烟气中催化剂颗粒大于10μ的应小于3％。

（4）润滑油系统试运，包括油泵的试运和油系统的循环冲洗等，其规定按总成设计单位和润滑油站的制造厂的要求执行。

（5）检查烟气轮机轮盘冷却蒸汽系统，机座冷却水系统以及轴封系统是否正常。

（6）检查机组联锁控制系统是否完好状态。

2、机组启动时，烟气轮机的要求

烟气轮机在启动过程中有以下要求：

（1）启动前应将轮盘冷却蒸汽阀门打开，同时打开机壳下部的排凝阀，放出存水见汽后关闭，静止暧机30分钟。

（2）机组启动时，烟气轮机入口闸阀和入口蝶阀处于关闭，轮盘前侧冷却蒸汽应调节到正常冷却蒸汽量的4倍。

（3）机组采用盘车机构盘车，盘车时，应检查烟机轴承、气封、转子叶片处有无异常声音，如发现异常应停机解体检查。

（4）机组启动，按总成设计单位的启动方案进行，在启动过程中应随时监视气轮机的轴振动、气封等部件处有无异常响声。

（5）在电机并网以后，待装置开工正常，烟气的浓度、粒度符合要求时，方可通过开工旁路向烟气轮机进烟气，在烟气机空转时，应仔细监视烟气轮机各部热膨胀情况。当烟机出口温度大于550℃时，应采取措施降低烟机入口温度。

（6）当烟气符合要求的条件后，开始先打开闸板阀，入口蝶阀关闭，仔细观察壳体升温情况，停留30分钟。

（7）缓缓打开入口蝶阀，仔细观察壳体升温情况，要求壳体升温速度不超过100K/小时。

（8）在开启蝶阀的过程中，应认真检查烟机轴振动、轴位移、轴瓦温度变化情况和烟机各部膨胀情况，监听转子部件的转动是否正常。

（9）当烟机入口压力、温度、流量达到设计参数后，停止继续开启蝶阀。

九、运行

1、烟气轮机机组在正常运行中应定期巡回检查，经常通过看、听、摸等方法掌握机组的各部振动、声音及温升等机械运行情况，发现问题及时处理，确保良好的运行状态。

2、为了确保正常运行，必须认真进行精确的记录，这不仅供日常检查工作的需要，而且可通过分析长期运行记录，发现机组运行中存在的各种问题。

3、由于装置操作不正常等原因而造成烟气含尘量大于设计要求时，应考虑将烟机入口蝶阀和入口闸阀关闭，以防止催化剂颗粒对叶片造成严重磨损，此时，应加大轮盘冷却蒸汽量，以将因鼓风机损失造成的大量的热量带走。控制烟机出口温度不超过510℃.

4、当烟机入口温度超温时，应及时采取措施，适当加大在轮盘冷却蒸汽量

，同时认真记录超温时间值，以便重新核算轮盘，叶片的使用寿命。

十、机组停机

1、机组停机后，应及时逐渐关小烟机入口蝶阀，减小烟机负荷。先减去40％额定负荷停留30分钟，再减去10％额定负荷，停留30分钟，然后关闭入口蝶阀，要求壳体降温速度不大于100K时，当不能满足上述要求时应适当处长停留时间。

2、将电机与电网错解列。

3、关闭高温平板闸阀，同时加大轮盘冷却蒸汽，当烟机壳体温度低到250℃以下时，停止盘车，关闭冷却蒸汽阀门。

4、当轴承温度降到40℃时，停油泵。