煙氣輪機(jī)工作原理

煙氣輪機(jī)利用催化裂化過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠俅巫龉?，將熱能轉(zhuǎn)化成電能，產(chǎn)生的電能帶動整個煉化裝置運行，既充分利用了能源，又減少了廢氣的排放，是煉油企業(yè)中的關(guān)鍵設(shè)備，對企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)發(fā)揮著十分重要的作用。煙氣輪機(jī)運行狀況的好壞直接關(guān)系到石油煉油企業(yè)各裝置能否長期、安全地運行，并影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

然而，煙氣輪機(jī)工作狀況十分惡劣：高溫、高壓、腐蝕以及固體顆粒沖擊，造成葉片腐蝕嚴(yán)重。煙氣輪機(jī)服役溫度為600~800℃，煙氣輪機(jī)中的煙氣是焦（渣）油（經(jīng)常摻雜有瀝青）的燃燒產(chǎn)物，含有大量有害元素或介質(zhì)，如：S，K，Ca，Mg，Na，V，F(xiàn)e，SO2，SO3等，這些元素或介質(zhì)通過反應(yīng)會產(chǎn)生一系列低熔點化合物或共晶物沉積在葉片表面，具有很強(qiáng)的腐蝕性。此外，煙氣中帶有一定濃度的高速運動的催化劑硬質(zhì)顆粒（如硅酸鋁等），對葉片表面造成沖蝕，葉片在無涂層保護(hù)的情況下，一般使用周期僅為2~6個月，整個葉片會全部腐蝕磨損掉。為此，必須解決煙氣輪機(jī)葉片的防腐問題。

熱噴涂技術(shù)是一門表面防護(hù)和表面強(qiáng)化的技術(shù)，近些年發(fā)展十分迅速，其涂層具有耐腐蝕、耐磨損或隔熱等優(yōu)良性能，在航空航天、機(jī)械制造、石油化工、汽車等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。等離子噴涂技術(shù)是熱噴涂技術(shù)之一，它是以等離子弧為熱源的熱噴涂技術(shù)。等離子弧是一種高密度熱源，電弧在等離子噴槍中受到壓縮、能量集中。等離子噴涂有以下三個主要特點：一是工件無變形，不改變基體金屬熱處理后的性質(zhì)；二是涂層種類多，由于焰流溫度高，可以將各種噴涂材料加熱到熔融狀態(tài)，從而可以得到各種性能的涂層；三是工藝穩(wěn)定，涂層質(zhì)量高。應(yīng)用等離子噴涂技術(shù)在煙氣輪機(jī)葉片上制備防腐涂層是解決其防腐問題的一種有效方法。

等離子噴涂制備煙氣輪機(jī)葉片涂層的工藝流程為：基體除油除銹→噴砂→制備過渡層→噴涂工作層。煙機(jī)葉片涂層的主要成分為：Co35~60%，Cr25~40%，Ni8~15%。該涂層抗高溫?zé)岣g性能強(qiáng)，高溫硬度高，防護(hù)性能優(yōu)異，完全能滿足各種功率煙機(jī)葉片的工作要求。

等離子噴涂技術(shù)在煙氣輪機(jī)葉片耐高溫腐蝕方面取得了很好的應(yīng)用。實踐證明，熱噴涂技術(shù)是解決煉油裝備中腐蝕和磨損的有效技術(shù)。例如：上海石化引進(jìn)美國煙機(jī)，該煙機(jī)運行572天后，葉片全部磨損報廢；后改用國產(chǎn)GH864材料并涂覆涂層后，連續(xù)運行52570h，創(chuàng)造煙機(jī)連續(xù)工作最長的紀(jì)錄。廣州石化煉油廠采用煙機(jī)葉片涂覆涂層后，連續(xù)運行18288h后，葉片涂層情況良好。濟(jì)南煉油廠對煙機(jī)采用涂層防護(hù)后，平均每小時節(jié)電5000kW，效益十分顯著。在含高灰塵（平均濃度345.3mg／m3）及嚴(yán)重硫腐蝕（硫含量達(dá)30~44.5kg／h）環(huán)境下工作的煙機(jī)，連續(xù)運行8424h后停機(jī)檢查，葉片完好無損。

近日，上海石化煉油部完成2號催化裝置煙氣輪機(jī)輪盤冷卻蒸汽管線改造，以此改善輪盤冷卻蒸汽品質(zhì)，鞏固煙氣輪機(jī)長周期運行的基礎(chǔ)。

據(jù)了解，煙氣輪機(jī)輪盤溫度調(diào)節(jié)通過控制冷卻蒸汽用量來實現(xiàn)。上海石化2號催化裝置的1.3兆帕管網(wǎng)蒸汽由兩部分組成，一路是由溫度為350攝氏度的裝置自產(chǎn)中壓減壓至1.3兆帕的蒸汽，另一路是溫度為280攝氏度的外部1.3兆帕蒸汽。

由于兩路蒸汽的溫度和品質(zhì)不同，在它們的交匯處，蒸汽平衡發(fā)生波動，冷卻蒸汽溫度發(fā)生較大變化，煙機(jī)輪盤冷卻蒸汽的流量和輪盤溫度也會發(fā)生較大變化。這些變化不利于煙機(jī)的平穩(wěn)運行，使其時常產(chǎn)生振動上升、位移等情況。

為解決兩路蒸汽溫度和品質(zhì)不同的問題，他們在靠近裝置自產(chǎn)中壓減壓至1.3兆帕蒸汽處增設(shè)一根管線，直接將所需要的1.3兆帕蒸汽引至煙氣輪機(jī)輪盤。同時，裝置還在此新增管線上增加了蒸汽計量元件和溫度熱電偶，以更加準(zhǔn)確地監(jiān)控?zé)煓C(jī)運行輔助系統(tǒng)。

目前，由于冷卻蒸汽的品質(zhì)得到提升，2號催化裝置煙氣輪機(jī)穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)進(jìn)一步得到鞏固。（顧雪濤）

文章轉(zhuǎn)自中國石化新聞網(wǎng)。

1、設(shè)備概括

煙氣輪機(jī)是利用催化再生器燒焦所產(chǎn)生的高溫低壓煙氣的熱能及壓力能作功的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。將帶有壓力（進(jìn)氣壓力0.25Mpa）的高溫?zé)煔猓s750℃~800℃，含CO2、N2、部分NOx、so2氣體）經(jīng)過煙機(jī)的進(jìn)氣室和靜葉整流，均勻地進(jìn)入動葉，膨脹做功，推動煙機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。同時，煙氣的溫度和壓力降低，將熱能與壓力能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。

國產(chǎn)YL型煙氣輪機(jī)雙支點懸臂式煙氣輪機(jī)，主要是由底座、軸承箱、排氣機(jī)殼、過渡機(jī)殼、進(jìn)氣機(jī)殼、轉(zhuǎn)子六大部分組成。

2、法蘭密封原理分析

法蘭接口通常由兩片法蘭、螺栓、螺母、墊片組成。墊片是法蘭連接接口的主要密封元件，在螺栓預(yù)緊力的作用下對法蘭密封面施加壓緊力，由墊片填塞住法蘭面凹凸不平的微觀幾何間隙來實現(xiàn)密封。從法蘭整體安全性來看，最重要的應(yīng)考慮墊片的密封效果、密封時效及法蘭拆卸的可操作性。墊片的種類及其物理狀態(tài)是法蘭接口是否安全可靠的根本，即墊片的實際狀態(tài)決定著法蘭接口密封效果。

傳統(tǒng)的法蘭接口的墊片多采用浸油石棉墊片、聚四氟乙烯墊片、金屬纏繞墊片等形式。石棉墊片的材質(zhì)易碎裂，且中間夾層松散，導(dǎo)致管道輸送的介質(zhì)較易發(fā)生滲漏現(xiàn)象，因此只能用于中低壓管道。另外，石棉墊片維修拆卸時常有與法蘭密封面粘連現(xiàn)象，需拆卸清理。聚四氟乙烯墊片密封效果良好，但不可重復(fù)使用，且價格昂貴。金屬纏繞墊片的密封效果較好，承壓較高，但在管道維修時無法重復(fù)使用，若出現(xiàn)法蘭松動現(xiàn)象就必須更換，不能二次夾緊，造成維修成本增高和材料浪費。

3、密封技術(shù)優(yōu)勢分析

國產(chǎn)高溫密封劑多年來沒有大的突破和提高，選料粗糙、加工工藝原始，難以保證產(chǎn)品性能。目前市場占有率比較高的系列密封脂，在高溫條件下長期運行，會使油脂揮發(fā)、殘留物焦化而造成密封性能下降；同時焦化后的殘留物非常堅硬，會牢固地粘著在金屬表面難以清除，用機(jī)械方法強(qiáng)制清除會損傷精加工的密封面，影響再裝配時的密封效果。

博科思高溫密封劑具有強(qiáng)大的優(yōu)勢：優(yōu)異的耐溫性能，最高耐溫可達(dá)900℃；良好的耐壓性能，在蒸汽壓力下承受25Mpa，無密封環(huán)法蘭承受45Mpa，螺管接頭55Mpa；極好的密封性能，由于產(chǎn)品具有良好的塑變性，受熱不會固化，密封膜不會被破壞，從而保證了機(jī)件密封面的密封；產(chǎn)品易于清除，使用過的密封面可以用無水乙醇或丙酮輕易的擦去，而不會附著于密封面。

4、博科思操作步驟

（1）使用無水乙醇將金屬墊圈及法蘭結(jié)合面進(jìn)行清洗，使表面無污物。

（2）將博科思高溫密封劑均勻涂抹在金屬墊圈表面及法蘭結(jié)合面，保證厚度。

（3）緊固螺栓，確保材料將結(jié)合位置填充密實。

5、應(yīng)用圖例

6、結(jié)語

博科思高溫密封劑采用油脂是天然的飽和與不飽和脂肪酸甘油脂的混合物，嚴(yán)格篩選粉料種類及搭配粒度級配。在高溫環(huán)境下博科思不與金屬發(fā)生黏結(jié)，它是在預(yù)緊螺栓力的作用下，依靠其超細(xì)固體粉料將縫隙填滿，并保持內(nèi)聚力使密封膜不破裂而產(chǎn)生密封效果的。這是比黏結(jié)型密封更為先進(jìn)的密封理念，而且在后期檢修時非常容易清除。博科思高溫密封劑應(yīng)用工藝簡單，密封效果顯著，十分具有推廣應(yīng)用價值。