尿素热解超高温风机的制作方法

本发明涉及风机技术领域，特别涉及一种工作温度在650℃、最高可耐温800℃的尿素热解超高温风机。

背景技术：

目前，在高温离心风机技术领域，风机的工作温度通常在300℃左右，如燃煤发电电厂脱硝系统中高温风机的工作温度在300℃～350℃，但这种高温风机难以适用于更高的工作温度。在国内风机行业，工作温度在650℃，压力达到10kPa及以上，风量在1500Nm³/h及以下的小流量高压力超高温高压风机的应用需求越来越大；但目前，国内这种超高温风机在燃气机热电F级机组烟气脱硝装置的尿素热解系统上应用还没有先例，而国内当前应用的燃气机热电F级机组都采用的是国外引进技术和设备，而与其配套的风机也只有国外发达国家能生产，导致生产、维护成本周期居高不下，并且往往维修周期得不到保证。

技术实现要素：

本发明的目的在提供一种可用于燃气机热电F级机组烟气脱硝装置中尿素热解系统的尿素热解超高温风机，其工作温度为650℃，最高可耐800℃的高温，实现高温烟气的加压输送，并保证高温烟气不发生泄露，主轴上轴承位置冷却效果好。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

尿素热解超高温风机，包括主轴、设置在主轴两端的轴承箱、设置在主轴上的叶轮组和机壳，所述轴承箱设置在底座上，所述叶轮组设置在机壳内，叶轮组包括两个背靠背安装的叶轮，机壳上设置有进风通道和出风通道，所述机壳两侧均设置有密封冷却组件，密封冷却组件套设在主轴上。

上述技术方案中，进一步地，所述密封冷却组件包括设置在主轴上的密封冷却套，所述主轴上设置有密封轴套，所述密封冷却套与密封轴套之间配合组成迷宫密封，密封冷却套内设置有压缩空气通道、冷却水入口、冷却水出口和冷却水循环腔，密封冷却套与机壳配合的一端端面上设置有多个用于安装密封环的密封槽。

上述技术方案中，进一步地，所述密封冷却套与机壳配合的一端端面与机壳之间设置有一定的间隙，密封冷却套的密封端面上设置有用于对该间隙密封的密封环。

上述技术方案中，进一步地，所述密封冷却套内壁上设置多个环形槽，所述环形槽与密封轴套外壁配合形成迷宫密封。

上述技术方案中，进一步地，所述密封冷却组件还包括设置在密封冷却套外侧的散热盘，所述散热盘套设在主轴上，散热盘上设置有散热鳍片。

上述技术方案中，进一步地，所述机壳内设置有左腔室和右腔室，两个叶轮分别位于左腔室和右腔室内，所述左腔室和右腔室之间设置有连接通道，所述左腔室连接进风通道，右腔室连接出风通道。

上述技术方案中，进一步地，所述机壳包括上机壳和下机壳，上机壳和下机壳的结合端面上均设置有法兰盘，上机壳和下机壳之间通过法兰盘连接，底座上设置有支撑座，所述机壳通过法兰盘固定安装在支撑座上。

本发明所具有的有益效果：

1)风机的叶轮采用背靠背的安装方式，两个叶轮在旋转时对主轴所产生的轴向力大小相同、方向相反，两者相互抵消，从而消除主轴作用在轴承上的轴向作用力，延长了轴承的使用寿命；同时在机壳内设置连通的左右腔室，在实现叶轮两级加压的同时，保证压力在传输过程中的稳定性，减小压力损坏。另外，该风机中的叶轮背靠背设置，叶轮的进气口分别朝机壳的密封端设置，此时靠近机壳密封端均为叶轮的进气端，相比于传统风机中叶轮并排设置的结构，可减小机壳两侧密封组件处高温烟气的压力，从而使密封组件能更好地对主轴和机壳进行密封，避免高温烟气的泄露。

2)在风机机壳两侧设置密封冷却组件对机壳和主轴进行密封和冷却，采用迷宫密封与压缩空气密封相结合的组合密封方式，有效解决了高温烟气泄露的问题。风机密封、冷却效果好，可有效解决高温烟气泄露和高温主轴冷却的问题，可将主轴上轴承位置处的温度降至60℃以下，保证风机在高温下的正常运行。

3)风机机壳的固定上采用对其中心进行支撑的方式，解决了传统底部支撑方式存在的高温机壳膨胀对轴密封性能的影响，采用对机壳中心进行支撑时，机壳的上机壳和下机壳分别向机壳中心的上下两侧方向膨胀，从而不会对轴密封造成影响，保证了风机的密封性能。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明中密封冷却组件结构示意图。

图3为本发明中高温烟气在机壳中流向示意图。

图4为本发明结构左视图。

图中：1、主轴，2、轴承箱，3、机壳，31、上机壳，32、下机壳，33、法兰盘，34、左腔室，35、右腔室，36、连接通道，4、叶轮，5、进风通道，6、出风通道，7、密封冷却套，8、密封轴套，9、压缩空气通道，10、冷却水入口，11、冷却水出口，12、冷却水循环腔，13、密封槽，14、密封环，15、环形槽，16、散热盘，17、散热鳍片，18、底座，19、支撑座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

本发明中的尿素热解超高温风机，如图1，包括主轴1、设置在主轴1两端的轴承箱2、设置在主轴1上的叶轮组和机壳3，轴承箱2设置在底座18上，叶轮组设置在机壳3内，叶轮组包括两个背靠背安装的叶轮4，机壳3上设置有进风通道5和出风通道6，机壳3两侧均设置有密封冷却组件，密封冷却组件套设在主轴1上对主轴进行密封和冷却。

风机的叶轮4采用背靠背的安装方式，两个叶轮4在旋转时对主轴1所产生的轴向力大小相同、方向相反，两者相互抵消，从而消除主轴作用在轴承上的轴向作用力，延长了轴承的使用寿命。

本发明尿素热解超高温风机的工作温度为650℃，最高可耐温800℃。经过隔热、降温、散热措施后，风机外壳温度低于70℃，主轴外露部分温度低于60℃，能保证风机的安全运行和巡检，高温烟气通过风机加压输送到尿素热解炉后将尿素热解成氨带到燃气锅炉的总烟气中，使得锅炉烟气达到大气污染物排放标准。GB13271-2014中的大气污染物特别排放限值要求为：氮氧化物≤200mg/Nm³，而经处理后实际烟气中氮氧化物为25～30mg/Nm3。风机运行时仅需要循环冷却水和压缩空气，循环冷却水和压缩空气与电厂其他设备共用，无需专门为风机配备，减低了设备配套成本。

使用尿素热解超高温风机投资成本和运行成本低，直接对高温烟气进行处理，如果用常规的风机通过加压输送常温的烟气，再经过电加热器加热达到650℃的温度就需要1000KW左右的电加热器来加热，则每天耗电2.4万度，而使用本发明尿素热解超高温风机每天则只需不到800度电，大大节约了烟气处理成本。

如图2，本实施例中，密封冷却组件包括设置在主轴1上的密封冷却套7，该密封冷却套7可同时起到密封和冷却的功能，主轴1上设置有密封轴套8，密封冷却套7与密封轴套8之间配合组成迷宫密封，该迷宫密封是在密封冷却套7内壁上设置多个宽度为10～15mm环形槽15，通过环形槽15与密封轴套8外壁配合形成。密封冷却套7内设置有压缩空气通道9，压缩空气通道9入口处设置压缩空气接口，压缩空气经压缩空气接口进入压缩空气通道9，压缩空气通道9连通迷宫密封，压缩空气通道9的出口位于迷宫密封的中间位置，通过压缩空气和迷宫密封同时实现对主轴的密封，防止高温烟气的泄露。

本实施例中，密封冷却套7与机壳3配合的一端端面与机壳3之间设置有一定的间隙，用于吸收风机机壳3在高温下的热膨胀。在密封冷却套7一端端面上由外至内依次设置有三个用于安装密封环14的密封槽13，在密封槽13内安装密封环14，该密封环14采用耐高温的石棉盘根，保证密封冷却套的端面密封性能，可实现对密封冷却套与机壳之间间隙的密封。

在密封冷却套7上还设置有冷却水入口10、冷却水出口11和冷却水循环腔12，在冷却水循环腔12内通循环冷却水，冷却水出口11和冷却水入口10分别连接冷却水箱，从而实现对主轴1的冷却，同时还节约了水资源，并且冷却水不会发生泄漏。

在密封冷却组件外侧分别设置散热盘16，散热盘16上设置有散热鳍片17；该散热盘16可对主轴1进行进一步的冷却，经过双重冷却处理后，主轴上轴承安装位置处的温度可降至60℃以下，从而保证风机轴承的正常运行。

如图1，本实施例中，所述机壳3内设置有左腔室34和右腔室35，两个叶轮4分别位于左腔室34和右腔室35内，左腔室34和右腔室35之间设置有连接通道36，左腔室34连接进风通道5，右腔室35连接出风通道6。如图3，左腔室34进气口与左侧叶轮的进气口配合设置，左腔室34出气口连通连接通道36，连接通道36连通右腔室35进气口，右腔室35进气口与右侧叶轮的进气口配合设置，右腔室35出气口连通出风通道6。

本实施例中，如图4，机壳3包括上机壳31和下机壳32，上机壳31和下机壳32的结合端面上均设置有法兰盘33，上机壳31和下机壳32之间通过法兰盘33连接，两法兰盘33之间通过螺栓固定连接，在风机的底座18上设置有支撑座19，机壳3通过法兰盘33固定安装在支撑座19上，实现对机壳中心的支撑。采用对机壳中心进行支撑的方式，解决了传统底部支撑方式存在的高温机壳膨胀对轴密封性能的影响，对机壳中心进行支撑时，机壳的上机壳和下机壳分别向机壳中心的上下两侧方向膨胀，从而不会对轴密封间隙造成影响，保证了风机的密封性能。

本发明的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。