我国是一个人均资源占有量匮乏的国家。在节能减排越来越严峻的形势下，国家在《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中，明确提出要把节约资源作为基本国策。国家发改委编制的《节能技术政策大纲》第5.6.2.4条，明确提出加氢装置节能技术采用液力透平回收压力能。液力透平技术由于其设备投资小、体积小、安装维护容易、操作布置方便、建造周期短等诸多优点，近年来发展速度很快，已成为石油化工高压能量回收的主要技术。　　 针对合肥市自主创新研发和消化吸收再创新项目《液力透平能量回收装置产业化》的要求，对中石化金陵石化分公司百万吨级加氢裂化HT-101液力透平关键技术进行开发，设计出一台符合其技术指标的液力透平。液力透平是加氢裂化能量回收工程中的关键设备，通过回收加氢裂化工艺流程中高压流体，将液体高压能转换为机械能，从而驱动其他旋转机械，降低能耗。所以提高液力透平的效率，探究液力透平外特性曲线以及液力透平选型的研究成为本文研究的主要目的。　　 采用液力透平和电机共同驱动工艺泵的机组配置方式。液力透平起到补充动力的作用，大约能提供机组中泵所需功率的1/3的动力。液力透平和泵之间通过超越离合器连接，以保证不使液力透平成为负载。　　 结合加氢裂化反应流程和工况特点，对不同类型液力透平的特性进行了分析和比较，合理选择了高压液力透平的结构，即选择一种双壳体内壳径向剖分节段式高压多级液力透平的结构型式。　　 依据加氢裂化装置的工艺参数，在已有高效水力模型的基础上，采用损失极值法、相似换算法、水力设计软件等方法对水力部件进行设计。设计过程中按照水泵设计，并应用透平工况进行校核，对影响效率的几个关键水力尺寸进行不同的优化组合，设计了四种叶轮模型和一种导叶模型，组合成四组水力模型。　　 应用CFD软件FLUENT对四组水力模型进行了泵工况和透平工况的内部流场流动分析，并对四组模型进行了性能预测。通过对液力透平水泵工况和透平工况的内部流动分析，总结出两种运行模式下具有不同的外特性曲线。挑选出符合回收功率条件和效率较高的第四组方案制作成单级模型透平，进行试验研究。模型透平的试验表明，液力透平的效率、回收功率满足设计要求。最终选择效率指标为62.26％，单级回收功率为110kW的第四组模型作为实型液力透平的水力设计方案。　　 通过理论计算和试验论证，总结出百万吨级加氢裂化用液力透平选型系数，流量系数Qc为1.3～1.5，扬程系数Hc为1.2～1.6。该选型系数可作为工程上液力透平的选型参考。　　 本文通过优化设计、数值模拟、预测性能和试验研究，对百万吨级液力透平的机组配置，水力结构，水力模型和选型系数等关键技术进行了研究。模型液力透平的效率达到62.26％，单级回收功率达到110kW。实型液力透平真机的工作介质为高分油，总回收总功率为508.323kW，达到了液力透平的技术指标要求。