本发明涉及一种液力透平,尤其是一种自循环防气滞式液力透平。
背景技术:
1、在天然气净化工艺流程中,如脱硫、脱水、尾气处理和硫磺回收等环节,通常会产生大量的液体余压,这些余压具有回收利用的潜力。以现有脱硫装置为例,吸收塔至闪蒸罐之间的液体余压差高达6.0 mpa。传统的运行模式通过减压阀等装置降压后输送,导致余压浪费。然而,液力透平技术可以有效回收这些工业流程中的流体余压,节能减排效果显著。
2、在实际应用中,由于吸收塔到闪蒸罐之间的余压液体存在较高的压力差和温差,这使得在叶轮出口处常常出现气体析出现象。同时由于尾水管内沿流向反向逆压梯度的原因,导致气体在叶轮出口处滞止,一般情况下含气率在15~25 %,该气相滞止现象导致透平效率和运行可靠性大幅度下降。
技术实现思路
1、本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足,而提供一种自循环防气滞式液力透平。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种自循环防气滞式液力透平,包括泵体、主叶轮和出口段,在所述主叶轮的前、后盖板上均设有密封环,在所述出口段与泵体之间设有导叶,在所述导叶与主叶轮之间设有密封圈,在所述导叶的后盖板上设有射流孔,所述射流孔的出口倾斜设置,在所述导叶的后盖板处设有射流导叶,所述射流导叶与导叶固定连接,在所述射流导叶上设有叶片流道,所述叶片流道的进口宽度大于出口宽度,所述叶片流道的出口与所述射流孔的入口对接,在所述射流导叶的轴切面上,所述叶片流道呈直角梯形,其直角边位于射流导叶的前盖板上,所述叶片流道的进出口面积比值,a1为叶片流道的进口面积,a2为叶片流道的出口面积,在所述射流导叶内设有自循环叶轮,所述自循环叶轮为半开式叶轮,自循环叶轮上的叶片为前弯叶片,所述自循环叶轮通过轴与主叶轮连接。
3、进一步改进:射流孔的出口与导叶的后盖板之间的倾斜角。
4、进一步改进:所述主叶轮进口处的半径为r1,所述密封环到轴中心的半径,所述主叶轮的进口宽度,b2为蜗壳出口宽度;所述主叶轮上主叶片的出口角,所述主叶轮的出口绝对速度在圆周速度的分量,导叶上导叶片的进口角,导叶片的出口角,其中, vm2为主叶轮出口轴面速度,u2为主叶轮出口的圆周速度,vu1为主叶轮进口的绝对速度在圆周速度的分量,ra为主叶轮出口边与流道中线交点的半径。
5、进一步改进:自循环叶轮的出口半径,前弯叶片的出口宽度,前弯叶片的出口角。
6、进一步改进:所述叶片流道的进口宽度,叶片流道的出口宽度,所述射流导叶的进口半径,射流导叶出口半径。
7、本发明的优点:本发明提供的一种自循环防气滞式液力透平,通过在导叶出口增加射流导叶和自循环叶轮,通过自循环叶轮抽吸和射流孔射流双重作用,使得导叶出口处气相不再滞留,避免了因导叶出口处的气体滞留导致的透平效率和运行可靠性大幅度下降问题。
1.一种自循环防气滞式液力透平,包括泵体、主叶轮和出口段,其特征在于:在所述主叶轮的前、后盖板上均设有密封环,在所述出口段与泵体之间设有导叶,在所述导叶与主叶轮之间设有密封圈,在所述导叶的后盖板上设有射流孔,所述射流孔的出口倾斜设置,在所述导叶的后盖板处设有射流导叶,所述射流导叶与导叶固定连接,在所述射流导叶上设有叶片流道,所述叶片流道的进口宽度大于出口宽度,所述叶片流道的出口与所述射流孔的入口对接,在所述射流导叶的轴切面上,所述叶片流道呈直角梯形,其直角边位于射流导叶的前盖板上,所述叶片流道的进出口面积比值,a1为叶片流道的进口面积,a2为叶片流道的出口面积,在所述射流导叶内设有自循环叶轮,所述自循环叶轮为半开式叶轮,自循环叶轮上的叶片为前弯叶片,所述自循环叶轮通过轴与主叶轮连接。
2.根据权利要求1所述的一种自循环防气滞式液力透平,其特征在于:射流孔的出口与导叶的后盖板之间的倾斜角α=120°~160°。
3.根据权利要求1所述的一种自循环防气滞式液力透平,其特征在于:所述主叶轮进口处的半径为r1,所述密封环到轴中心的半径,所述主叶轮的进口宽度,b2为蜗壳出口宽度;所述主叶轮上主叶片的出口角,所述主叶轮的出口绝对速度在圆周速度的分量,导叶上导叶片的进口角,导叶片的出口角,其中, vm2为主叶轮出口轴面速度,u2为主叶轮出口的圆周速度,vu1为主叶轮进口的绝对速度在圆周速度的分量,ra为主叶轮出口边与流道中线交点的半径。
4.根据权利要求3所述的一种自循环防气滞式液力透平,其特征在于:所述自循环叶轮的出口半径,前弯叶片的出口宽度,前弯叶片的出口角。
5.根据权利要求4所述的一种自循环防气滞式液力透平,其特征在于:所述叶片流道的进口宽度,叶片流道的出口宽度,所述射流导叶的进口半径,射流导叶出口半径。