[发明专利]一种汽轮机蜗壳进汽的固体颗粒分离装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及火力发电厂汽轮机进汽装置，尤其涉及一种汽轮机蜗壳进汽的固体颗粒分离装置及其方法。

背景技术

近年来，随着我国超(超)临界机组的大规模建设，蒸汽参数大幅度提高，新的问题和技术挑战不断出现，特别是汽轮机中固体颗粒侵蚀(SPE)问题已日趋严重。SPE是指是指从锅炉的过热器、再热器及主蒸汽和再热蒸汽管的内表面剥落下来的坚硬的氧化铁粒子(或称“颗粒”)，随蒸汽流入汽轮机，使之造成的一种机械损伤。它们在高速撞击和磨削的联合作用下侵蚀喷嘴、动叶片及其围带、阻汽片等通流部件金属材料。SPE问题并非超(超)临界机组所特有，只是在蒸汽参数较低时SPE问题的程度较轻，汽轮机内效率下降的速率相对较缓，但随着运行年限的增加，这一问题就会逐渐凸显。而SPE这一顽症在高蒸汽参数下，对汽轮机的机械损伤更为严重，并对超(超)临界汽轮机高温叶片等部件的可靠性和经济性产生不利影响。

超(超)临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果，为了大力推动节能减排和环境保护，我国政府已将火力发电的产业政策调整为优先发展600～1000MW等级的超(超)临界技术。因此，在火电发展的同时，研究及时排除固体颗粒的方法和装置，避免其对汽轮机的机械损害十分必要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种汽轮机蜗壳进汽的固体颗粒分离装置及其方法，减轻固体颗粒物侵蚀对汽轮机的机械损害，降低煤耗，实现发电机组的高效节能运行。

本发明通过下述技术方案实现：

一种汽轮机蜗壳进汽的固体颗粒分离装置，包括蜗壳，蜗壳具有一环形蒸汽通道4，环形蒸汽通道4的一端设有供蒸汽进入的进汽口1，另一端设有供蒸汽流出的轴向圆形通道6；蒸汽在环形蒸汽通道4内的流动方向与在轴向圆形通道6内的流动方向相差90°。蒸汽切圆周进汽口1进入环形蒸汽通道4内圆周运动后，沿轴向流出轴向圆形通道6，即垂直指向纸面内部的方向流出。蒸汽在蜗壳内的整个流动过程近似于离心式风机的逆向流动。

沿轴向流出轴向圆形通道6，即可均匀分布到汽轮机静叶片，达到分流的作用。

所述环形蒸汽通道4内设置有用于分离蒸汽中固体颗粒的过滤分离网2。

蒸汽由进汽口1进入蜗壳，沿蜗壳的环形蒸汽通道4周向流动，通过轴向圆形通道6轴向流出。

所述环形蒸汽通道4的进汽口1设置为蒸汽沿切向进入。

在蜗壳外部设置有用于收集被过滤分离网2阻拦的固体颗粒的集渣斗3。

所述集渣斗3的底部设有用于定期清理固体颗粒的阀门。

所述过滤分离网2倾斜安装在环形蒸汽通道4内。

所述轴向圆形通道6与环形蒸汽通道4面积相等：或者轴向圆形通道6的面积小于环形蒸汽通道4的面积。

采用上述固体颗粒分离装置分离汽轮机蜗壳进汽中固体颗粒的方法：蒸汽夹带固体颗粒自进汽口1沿圆周切向进入蜗壳后，流经环形蒸汽通道4、过滤分离网2，固体颗粒在离心力的作用下，沿环形蒸汽通道4内侧壁流动，当经过过滤分离网2时被阻挡进入集渣斗3中，而流过过滤分离网2的蒸汽继续流动，并沿环形蒸汽通道4旋流后再进入轴向圆形通道6，并在轴向圆形通道6内90°转向，被滤除固体颗粒后的蒸汽进入汽轮机，完成蒸汽与固体颗粒的分离。

相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：

1、环形蒸汽通道4内设的过滤分离网(光滑不锈钢筛网)，可将蒸汽中夹带的固体颗粒阻挡在过滤分离网之后，使之进入集渣斗3，有效减少蒸汽中的固体颗粒含量，减轻了对汽轮机的机械损害。

2、蜗壳采用环形蒸汽通道结构(蜗旋式)，高参数蒸汽夹带固体颗粒进入环形蒸汽通道内，由于其固体颗粒具有较大的单位质量，惯性较大，在环形蒸汽通道的弯道处，由于离心力的作用，固体颗粒有一定的沿径向的分速度，沿着环形蒸汽通道的外壁被甩向集渣斗中，而干净的蒸汽继续流动，通过轴向圆形通道后再进入汽轮机中。安装集渣斗、阀门便于定期排渣。

3、环形蒸汽通道具有分流、整流作用。蒸汽初始沿进汽口1流入环形蒸汽通道，沿轴向流出轴向圆形通道，轴向圆形通道与进汽口1截面面积相同，可保证蒸汽进入汽轮机静叶的流速不降低或略有提高。同时由于蜗旋式作用，使得蒸汽流出处流速分布均匀，有利于汽轮机静叶片的工作。

4、将固体颗粒物对价格昂贵、较难维修的汽轮机的损害降低，并使对汽轮机的磨损转移到蜗壳内。同时保证了高质量的进气状态。具有分离、分流的双重功效。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式