［甘肃刘化（集团）有限责任公司，甘肃 永靖731603］
［中图分类号］ TK 269+.3［文献标识码］B［文章编号］1004-9932（2012）
我公司于2010年10月投运的1套300 kt/a尿素装置工艺用2.6 MPa、235 ℃蒸汽由公司动力厂提供的4.4 MPa、435 ℃过热蒸汽经减温减压获得，为有效回收减温减压过程损失的能量，决定设置背压汽轮机，用汽轮机拖动循环水泵将这部分能量转化为有用功，同时汽轮机排汽作为后系统的蒸汽供应来源。但根据后系统所需蒸汽压力，汽轮机的背压压力设计至少要达到2.8 MPa，如此高背压汽轮机在国内使用得非常少，汽轮机制造、控制、操作等方面存在一定的难度。经过认真分析、研究，公司与湖南湘东化工机械有限公司达成了研制协议。
1 设计要求
根据我公司尿素工艺流程及蒸汽参数要求，所选用的汽轮机有一定的特殊性。背压汽轮机的蒸汽流程及机组布置如图1，循环水泵及汽轮机的设计参数见表1、表2。
2 汽轮机系统设计
2.1 进汽联合汽阀
进汽为中压蒸汽，最大流量36.3 t/h。因为是小功率汽轮机，为减少阀芯的提升力使其动作灵活，联合汽阀采用双平衡阀芯，且执行控制机构采用全液压结构，调速系统采用大尺寸油缸的油动机，而不是常用的TG执行器。
2.2 汽轮机主要结构
该汽轮机排汽压力、温度都比较高，在汽轮机的结构设计时需要特别考虑。汽轮机转速采用4 800 r/min的较高转速设计，通过减速机与水泵连接。采用较高转速设计后，汽轮机可以采用小尺寸的轴颈和叶轮外圆尺寸，从而减少轴端环形漏气面积，缸体尺寸也随之减小，缸体结合面所承受蒸汽的作用力减小，保证了结合面的严密性。同时高转速设计可以较大程度地提高汽轮机效率，多做功。由于排汽温度较高，为减小缸体的热应力，缸体采用对称设计，材料选用耐热铬钼钢。进排汽管采用大“U”型结构，以最大限度吸收热膨胀，减小管道热膨胀对汽轮机的影响。
2.3 转子叶片的叶型
转子叶片采用大头圆翼叶型。此叶型进汽侧为大圆头，强度大，能适应较高压力和大流量的蒸汽，同时满足不同工况时喷嘴汽流不同的出汽角度，保证汽轮机安全、稳定运行。
2.4 轴端密封
为进一步减小轴端密封，汽轮机轴端密封采用3段密封。第1段密封采用