汽(qi)輪機(ji)是一種(zhong)以蒸汽(qi)為動力(li)，并(bing)將蒸汽(qi)的熱(re)能轉化為機(ji)械能的(de)(de)旋轉機械，是(shi)現代(dai)火(huo)力發(fa)電廠的(de)(de)主要設(she)備，在工業上有比(bi)較廣泛的(de)(de)應用。

依據我們國家對于蒸汽壓力等(deng)級的(de)劃分，初(chu)參數(shu)低于6Mpa，450℃的蒸汽(qi)(qi)為中(zhong)低壓蒸汽(qi)(qi)。可以開展余壓回收的工業蒸汽(qi)(qi)也大部分在這個(ge)參(can)數(shu)范(fan)圍(wei)之內。一般熱電(dian)廠(chang)（含(han)垃圾電(dian)廠(chang)）汽(qi)(qi)輪(lun)機抽汽(qi)(qi)或排汽(qi)(qi)參(can)數(shu)采用4.0Mpa/400℃，0.981Mpa/300℃，0.49Mpa/200℃等(deng)幾個典型參數，而(er)下(xia)游工(gong)業(ye)用戶對蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)參數需(xu)(xu)求往(wang)往(wang)是(shi)多種多樣的(de)(de)(de)(de)。例如某(mou)熱(re)電廠向工(gong)業(ye)供(gong)熱(re)母(mu)管供(gong)汽(qi)(qi)(qi)參數為0.981 Mpa， 300℃的(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)，而(er)該母(mu)管上某(mou)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)用戶生產只需(xu)(xu)要0.5Mpa 的(de)(de)(de)(de)低(di)壓(ya)(ya)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)，常(chang)規(gui)方法(fa)是(shi)在(zai)母(mu)管下(xia)口安裝減(jian)溫(wen)(wen)減(jian)壓(ya)(ya)裝置，將0.981 Mpa的(de)(de)(de)(de)工(gong)業(ye)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)減(jian)溫(wen)(wen)減(jian)壓(ya)(ya)至(zhi)0.5 Mpa的(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)，以滿足生產需(xu)(xu)求。而(er)在(zai)此過程中，蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)（?）值(zhi)沒有得到有效利(li)用，被白(bai)白(bai)釋放掉。此外，在(zai)化工(gong)、鋼鐵、水泥、造紙、有色金屬加工(gong)、食品、醫藥等(deng)行業(ye)，蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)節流減(jian)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)情況也很普遍(bian)，可以加以回收(shou)利(li)用的(de)(de)(de)(de)總量非常(chang)可觀(guan)。因此，采用一種更高效的(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)余壓(ya)(ya)回收(shou)汽(qi)(qi)(qi)輪(lun)機十(shi)分重要。

徑(jing)向式(shi)汽輪機(ji)是汽輪機(ji)的(de)一個門類，在國外(wai)已經有比較廣泛的(de)應用。然而目前國內市(shi)場(chang)上銷(xiao)售和使用的(de)都(dou)是軸流式(shi)汽輪機(ji)，徑(jing)向式(shi)汽輪機(ji)還基(ji)本上是空(kong)白。

徑(jing)向(xiang)式汽(qi)輪機（也稱(cheng)為(wei)徑(jing)向(xiang)式透平）在氣(qi)動設計(ji)方面與(yu)軸(zhou)流式汽(qi)輪機有較大差(cha)異。圖1是一(yi)個徑(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)式透平的剖面(mian)圖(tu)。如(ru)圖(tu)中箭頭所(suo)示(shi)，汽(qi)流沿轉(zhuan)子徑(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)進(jin)入流道(dao)，經90°轉(zhuan)彎后沿轉(zhuan)子軸向(xiang)(xiang)(xiang)流出。徑(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)式汽(qi)輪機主要由進(jin)汽(qi)蝸殼(ke)、噴(pen)嘴、向(xiang)(xiang)(xiang)心葉(xie)(xie)(xie)輪和(he)(he)排汽(qi)擴壓器構(gou)(gou)成。進(jin)汽(qi)蝸殼(ke)一(yi)般(ban)為鑄件(jian)或焊接(jie)結(jie)構(gou)(gou)，蝸殼(ke)中通(tong)常裝有噴(pen)嘴環，以保證蒸汽(qi)進(jin)入葉(xie)(xie)(xie)輪的速度大(da)小和(he)(he)方向(xiang)(xiang)(xiang)。葉(xie)(xie)(xie)片直(zhi)接(jie)在(zai)葉(xie)(xie)(xie)輪上銑削成形(xing)。徑(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)式汽(qi)輪機葉(xie)(xie)(xie)輪通(tong)常只有一(yi)級(ji)，單個葉(xie)(xie)(xie)輪輸出功率一(yi)般(ban)在(zai)100kW～5000kW。

在(zai)工業蒸汽余(yu)壓(ya)回收利(li)用方(fang)面，徑向式汽輪機在(zai)內(nei)效率以及應(ying)用的(de)靈活性方(fang)面尤其獨有的(de)技術優勢(shi)。圖2中的(de)曲線顯示的(de)是在(zai)不同的(de)工況下，徑向(xiang)式(shi)和軸流式(shi)汽輪機所(suo)能達到(dao)的(de)最佳(jia)效率。圖(tu)2中(zhong)的(de)縱(zong)坐標表示汽輪(lun)(lun)機(ji)(ji)所能(neng)達到的(de)最大(da)效率(lv)，橫坐標表示特(te)征速度(du)。從圖中(zhong)可以看(kan)出，徑(jing)向式和軸(zhou)流汽輪(lun)(lun)機(ji)(ji)具(ju)有(you)不同(tong)的(de)理想工作(zuo)范圍，在蒸汽中(zhong)小壓比、小流量時(shi)，徑(jing)向式汽輪(lun)(lun)機(ji)(ji)具(ju)有(you)更大(da)的(de)性能(neng)優(you)勢。

徑(jing)向(xiang)式汽輪機(ji)在運行的靈活性(xing)，對蒸汽參數的適(shi)應性(xing)方(fang)面也有其技術優勢，具體如下表所示。

在某些(xie)工業(ye)場景，蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)存在頻繁波動，甚至停止(zhi)的情況(kuang)，徑向(xiang)式(shi)汽(qi)(qi)(qi)輪(lun)機(ji)在運行中對蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)波動的響應(ying)速度(du)明(ming)顯優(you)于常(chang)規(gui)汽(qi)(qi)(qi)輪(lun)機(ji)組。

案例一(yi)：

A公司現有蒸汽條件(jian)：

A公(gong)司的日常(chang)生產間(jian)歇使用(yong)蒸汽（飽(bao)和蒸汽、每天部分時間(jian)起停一(yi)次），采用(yong)減溫減壓(ya)裝置降低蒸汽壓(ya)力。由(you)于蒸汽不(bu)連續，常(chang)規汽輪機(ji)組不(bu)能正(zheng)常(chang)運行，以至這部分壓(ya)力無法得(de)到(dao)有效回(hui)收利用(yong)。通過與業主溝通，徑(jing)向式汽輪機(ji)廠(chang)商提(ti)出了一(yi)套可(ke)行的方案(an)，在(zai)得(de)到(dao)業主的認可(ke)并在(zai)后期得(de)以實施。原有的減溫減壓裝置作為(wei)備用得以保留(liu)，并聯在蒸汽(qi)管線上(shang)（如圖3所示）。在運(yun)行過(guo)程，徑(jing)向(xiang)汽(qi)輪機隨(sui)蒸(zheng)汽(qi)波動(dong)變化輸出功率，當(dang)蒸(zheng)汽(qi)停止時，機組自動(dong)停機，并在蒸(zheng)汽(qi)恢復正常后啟動(dong)。當(dang)汽(qi)輪發(fa)電機組處于檢修或故障狀態時，減溫減壓裝(zhuang)置可以作為應急(ji)使(shi)用，不(bu)影(ying)響工廠正常生產用汽(qi)。

該(gai)系統配套一臺(tai)1.3MW背壓式汽輪(lun)機(ji)及(ji)1.5MW發電機(ji)，將4.0Mpa-252℃-24t/h的中壓蒸汽送至汽輪機，作(zuo)為背壓(ya)式汽輪(lun)發電(dian)機組的主蒸汽做功，帶(dai)動發電(dian)機發電(dian)，做功后產生0.7Mpa-170℃的蒸汽(qi)，通過管(guan)網(wang)送至(zhi)廠區管(guan)網(wang)，供業主進一步利用。

這種工藝的布(bu)置方式，即避免了(le)企(qi)業所(suo)擔心(xin)系統的穩定性(xing)問題，也為(wei)企(qi)業創(chuang)造了(le)經濟(ji)效益。

該項目的(de)的(de)經濟性如下(xia)表(biao)所示:

案(an)例二：

B公司有以下蒸汽條件：

該項目將(jiang)0.981Mpa-300℃-30t/h的蒸汽送至汽輪機(ji)，背壓式汽輪機(ji)帶動發(fa)電機(ji)發(fa)電，做功(gong)后產生0.49Mpa-的蒸汽,再(zai)噴水減溫至200℃后，送至廠區管(guan)網(wang)，供業主進一步利用(yong)。

該(gai)蒸汽條件(jian)下，徑向式汽輪機(ji)輸(shu)出功率為1050kW，而常規軸流(liu)式汽輪機(ji)輸出功率僅為750kW。兩者相比(bi)，徑向式汽(qi)輪機有明顯(xian)的效率(lv)優勢。采用徑向(xiang)式(shi)汽輪(lun)機每年凈收益比普通汽輪(lun)機多(duo)76萬元。

其經(jing)濟性(xing)對(dui)比如(ru)下(xia)表所示：

通過上述(shu)案例的(de)對比可以(yi)看出，在工業蒸汽余壓回收的(de)應用(yong)場(chang)景中，與普通汽輪(lun)機(ji)相比，徑向(xiang)式汽輪(lun)機(ji)往(wang)往(wang)表(biao)現出更高發(fa)電效(xiao)率，更強的(de)蒸汽參數(shu)適應性，這(zhe)也(ye)使其蒸汽余壓回收的(de)經濟性更加明(ming)顯。同(tong)時(shi)減(jian)少(shao)了(le)水(shui)資源(yuan)的使用和(he)排(pai)空的次數，達到了(le)節能(neng)減(jian)排(pai)、降(jiang)耗增效的初衷，也為中低壓(ya)熱電聯(lian)產和(he)資源(yuan)綜合利(li)用的發展積累了(le)更好的經驗，值得推廣。