[发明专利]一种烟气轮机设计方法

摘要

本发明公开了一种烟气轮机设计方法，用来进行烟气轮机的设计计算。该方法提出了以烟气轮机的烟气为工质，考虑其含有Ai2O3和SiO2组成的催化剂固体颗粒，具有气‑固二相流动的特点，在设计中计入烟气流量系数，流量系数与催化剂浓度关系；计算采取从透平出口开始，由后向前进行逆气流计算，在各个截面要满足通过的流量一致，最终在透平进口求得热平衡；在气动和结构上采取抗冲蚀等相关措施。这种设计方法较准确，提高了计算的烟气轮机效率，确保烟气轮机在零部件的应力水准上，留有足够的强度储备系数，且在气动、结构设计中减少催化剂固体颗粒冲蚀。可以在保证烟气轮机的安全性、可靠性和寿命的前提下，具有较高的效率。

主权项

一种烟气轮机设计方法，其特征在于，包括如下步骤：1)根据催化裂化余热能量回收机组的设计条件，制定烟气轮机的初步结构方案，明确烟气轮机设计的输入参数，输入参数包括烟气轮机的流量、压比和工作转速，以及烟气的成份、比热、流速、烟气流量系数与催化剂浓度和粒度；2)通过烟气轮机设计的输入参数进行烟气轮机初步性能估算，再根据烟气轮机初步性能估算结果对烟气轮机选择合适的级数；3)再进行烟气轮机详细性能设计计算，详细性能设计计算采取从透平出口开始，由后向前进行逆气流的计算方法，计算时，先设定静子叶片的出气角和工作叶片的出气角，再通过迭代算法计算各截面的气动参数，在计算各截面的气动参数时，使静子叶片进口截面、静子叶片出口截面和工作叶片出口截面通过的流量相一致，求得的出气角与给定值之差在允许的工作范围内，最终在透平进口求得热平衡；若求得到出气角与给定值之差大于允许的工作范围，则重新对烟气轮机进行详细性能设计计算，直至最终求得的出气角与给定值之差在允许的工作范围内，然后再进行步骤4)；4)在烟气轮机详细性能设计计算完成后，在烟气轮机的气动和结构上设计叶片抗冲蚀措施。