一种悬臂单转子结构的高炉煤气余压回收透平机的制作方法

本发明属于动力工程机械领域，具体涉及一种悬臂单转子结构的高炉煤气余压回收透平机。

背景技术：

高炉炉顶煤气余压回收透平发电装置(简称TRT)，是一种通过将高炉在冶炼过程中产生的高压煤气导入一台透平膨胀机做功，使高炉煤气的余压余热能量转化为机械能，驱动发电机发电，进行能量回收的一种节能装置。

目前应用的高炉煤气余压回收透平机是整个机组的核心装置。其转子在结构上一般采用2支点非悬臂刚性支撑结构。其主要优点是刚性好、结构稳定、运行平稳、对轴承的工作有利；缺点是重量重、成本高、维护复杂、效率低。非悬臂刚性支撑的转子支撑在2个支点中间，为了合理地布置其间的轮盘和叶片等通道零组件，2个支点距离要求长，一般要求大于7m以上，增加了零件数量和成本；转子长度长，重心不稳；对外部的排气管道安装，需要增加支撑架等，造成安装和支撑困难；转子长度长，增加了机组的重量，增加了内部密封要求，降低了工作可靠性。实际工作中，透平机内部高温、高压煤气的膨胀作用，使透平机排气壳体自身发生较大变形，加之整个机组的振动作用，将直接影响透平机的安全、可靠、稳定、长期工作。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，本发明提供了一种单转子悬臂结构的高炉煤气余压回收透平机，结构简单、稳定性好、效率高、易于支撑、可靠性高的装置。

本发明采用以下技术方案：

一种悬臂单转子结构的高炉煤气余压回收透平机，包括进气壳体组件1、可调静叶组件2、排气涡壳组件3、轴承座组件4和底座5；

所述底座5安装在地基上，所述进气壳体组件1、轴承座组件4和排气涡壳组件3通过螺栓和定位销钉安装在底座5上；所述进气壳体组件1的前法兰与进气管道法兰8固定连接，确保煤气进入透平机，所述进气壳体组件1后法兰与排气涡壳组件3外安装边固定连接；

排气涡壳组件3内安装边与轴承座组件4前安装边固定连接，排气涡壳组件3上安装边与排气管道9法兰固定连接，确保煤气流出透平机；

煤气由进气管道法兰8进入到进气壳体组件1，在可调静叶组件中使煤气通过膨胀降压、降温后，以较高的速度冲击悬臂单转子上的叶片，叶片在高速煤气的冲击下，提供一个反推力，煤气的动能和压力部分转变为转子的机械能，最后压力和温度降低的煤气进入排气涡壳组件通道，由向上排气的通道进入排气管道。

进一步地，所述进气壳体组件1的通道为收缩型，所述排气涡壳组件3的通道为扩散型。

进一步地，在轴承座组件4内安装有轴承6和转子组件7，通过螺栓安装在进气壳体后部的可调静叶组件2，和转子组件7前部轮盘上安装的转子叶片，形成气流通道，并完成能量的转换。

进一步地，所述转子组件7包括轮盘12、转轴14，所述轮盘12和转轴14通过长螺栓10和螺母11相连接，组成一个刚性组件。

进一步地，所述轮盘12和转轴14上的通孔内部安装有传扭衬套15，以传递扭矩。

进一步地，所述轮盘12上的榫槽安装转子叶片13，并通过叶片锁丝16固定。

进一步地，所述转子组件7安装在轴承座组件4内的轴承6上，形成悬臂单转子组件。

一种悬臂单转子结构的高炉煤气余压回收透平机的使用方法：首先煤气由进气管道法兰8进入进气壳体组件1通道，煤气得到初步的加速，然后煤气经可调静叶组件2进一步加速后，冲击转子组件7的转子叶片13，最后煤气进入排气涡壳组件3通道，由向上排气的通道经排气管道法兰9进入排气管道。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明所述一种悬臂单转子结构的高炉煤气余压回收透平机装置采用的转子组件7为悬臂单转子组件，该组件结构简单，工作效率高，与轴承6相互配合连接，减少了支撑结构、易于固定、方便维护，使得整个高炉煤气余压回收透平机装置缩短了转子的长度，降低了机组长度，提高了工作的稳定性；转子组件7采用单转子结构减少了转子的零件数目，减少了机组的重量，节约了成本，提高了生产的效益；单转子悬臂结构较少了内部封严数量和转子的结构，保证了运行的平稳，提高了工作可靠性。

进一步的，进气壳体组件1内部收缩型的进气通道，用于提高煤气的流动速度，排气涡壳组件3内部扩散型的排气通道，用于降低工作后煤气的流动速度。可调静叶组件2与转子叶片13形成气流通道，用于完成能量的转换。轮盘12和转轴14上的通孔内部安装的传扭衬套15，用于扭矩的传递。转子叶片13通过叶片锁丝16进行固定，有效的防止了转子叶片13转动时的位移和松动。

综上所述，本发明一种悬臂单转子结构的高炉煤气余压回收透平机装置具有结构简单、可以充分利用基础设施，不用增加额外成本，将透平机装置安装原位，也就相应降低了成本，-稳定性好、易于支撑、可靠性高的优点。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

【附图说明】

图1为本发明悬臂单转子结构的高炉煤气余压回收透平机的主结构示意图；

图2为本发明转子组件结构示意图。

其中：1-进气壳体组件，2-可调静叶组件，3-排气涡壳组件，4-轴承座组件，5-底座，6-轴承，7-转子组件，8-进气管道法兰，9-排气管道法兰，10-长螺栓，11-螺母，12-轮盘，13-转子叶片，14-转轴，15-传扭衬套，16-叶片锁丝。

【具体实施方式】

下面参考附图和实施例对本发明做进一步阐述。

请参考图1所示，一种悬臂单转子结构的高炉煤气余压回收透平机，包括进气壳体组件1、可调静叶组件2、排气涡壳组件3、轴承座组件4和底座5；所述底座5通过地脚螺栓固定安装在地基上，底座5上从左往右依次固定安装有进气壳体组件1、排气涡壳组件3和轴承座组件4，其中进气壳体组件1和排气涡壳组件3通过螺栓固定在底座5上，轴承座组件4通过螺栓和定位销钉安装在底座5上；

所述轴承座组件4内安装有轴承6和转子组件7，所述转子组件7为悬臂单转子组件；所述可调静叶组件2通过紧固件螺栓与进气壳体组件1的后部连接。通过螺栓安装在进气壳体后部的可调静叶组件2，和转子组件7前部轮盘上安装的转子叶片，形成气流通道，并完成能量的转换。

所述进气壳体组件1的通道为收缩型。

所述进气壳体组件1的前法兰通过紧固件螺栓连接有进气管道法兰8，确保煤气能够进入透平机。进气壳体组件1的后法兰通过紧固件螺栓与排气涡壳组件3外安装边连接。进气壳体组件1内部形成收缩的进气通道，以提高煤气的流动速度。

所述排气涡壳组件3的通道为扩散型。

排气涡壳组件3内安装边通过紧固件螺栓与轴承座组件4前安装边连接，排气涡壳组件3上安装边通过紧固件螺栓连接有排气管道法兰9。排气涡壳组件3上安装边与排气管道9法兰通过螺栓相连接，确保煤气能够流出透平机。排气涡壳组件3内部形成扩散的排气通道，以降低工作后煤气的流动速度。

所述转子组件7与轴承6相互配合连接。

请参考图2所示，所述转子组件7包括轮盘12、转子叶片13、转轴14，轮盘12通过紧固件长螺栓10和螺母11与转轴14相连接，转子叶片13安装在轮盘12上的榫槽上。所述转子叶片13通过叶片锁丝16进行固定。所述轮盘12和转轴14上的通孔内部安装有传扭衬套15。

一种悬臂单转子结构的高炉煤气余压回收透平机的使用方法：首先煤气由进气管道法兰8进入进气壳体组件1通道，煤气得到初步的加速，然后煤气经可调静叶组件2进一步加速后，冲击转子组件7的转子叶片13，最后煤气进入排气涡壳组件3通道，由向上排气的通道经排气管道法兰9进入排气管道。

工作原理：煤气由进气管道法兰8进入收缩型的进气壳体组件1通道，使煤气得到初步的加速。在可调静叶组件2中使煤气通过膨胀降压、降温，进一步加速后，以较高的速度冲击转子组件7的转子叶片13。转子组件7支撑在轴承6上，转子叶片13在高速煤气的冲击下，提供一个反推力，煤气的动能和压力能部分转变为转子的机械能。压力和温度降低的煤气进入扩散型的排气涡壳组件3通道，由向上排气的通道经排气管道法兰9进入排气管道。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。