一种中小型燃气轮机的轴流压气机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种中小型燃气轮机的轴流压气机，属于燃气轮机技术领域，其包括前三级可控扩散可转导叶片、动叶片组、静叶片组和后三级端弯联合弯叶片，前三级可控扩散可转导叶片、动叶片组、静叶片组和后三级端弯联合弯叶片均处于机壳和压气机转子所形成的空间中，前三级可控扩散可转导叶片、静叶片组和后三级端弯联合弯叶片均安装在机壳上，动叶片组安装在压气机转子上，前三级可控扩散可转导叶片分别为进口可转导叶片、第一级可转导叶片和第二级可转导叶片，后三级端弯联合弯叶片分别为第十四级静叶片、第十五级静叶片、第十六级静叶片。本实用新型专利技术对压气机前三级和后三级叶片进行重新分布，改进了叶片的气动性能，提高了压气机整体性能。

An axial compressor for small and medium gas turbine

【技术实现步骤摘要】
一种中小型燃气轮机的轴流压气机
：本技术属于燃气轮机
，尤其涉及一种中小燃气轮机的轴流压气机。
技术介绍
：燃气轮机产业是国家战略性高技术产业，发展燃机产业，对于推动国家产业结构调整具有重大战略意义，中小型工业燃气轮机行业与国外相比存在较大差距。中小型燃气轮机的研制处于起步阶段，虽然研制了几款产品，但市场尚未认可，国内市场被国外燃气轮机垄断，同时，尚未完全掌握燃机轮机的关键技术，未建立工业燃气轮机研发体系。中小型燃气轮机的压气机由于其涉及技术面广、研制难度大，而且由于缺乏工程实用的设计规范和大量实验数据的支持，自主知识产权的系列产品更是少之又少。
技术实现思路
：本技术为克服上述缺陷，提供了一种中小型燃气轮机的轴流压气机，本技术重新设计了压气机系统的流通结构，采用十六级压气方案，压气机的前三级采用先进的可控扩散叶型设计和全三维的沿叶高设计，保证了压气机的进口流量和效率；压气机的后三级叶片采用了端弯联合弯叶片的设计技术使流场重新分布，改进了叶片的气动性能，从而提高了压气机的整体效率。本技术采用的技术方案在于：一种中小型燃气轮机的轴流压气机，包括前三级可控扩散可转导叶片、动叶片组、静叶片组和后三级端弯联合弯叶片，所述前三级可控扩散可转导叶片、动叶片组、静叶片组和后三级端弯联合弯叶片均处于固定机壳和压气机转子所形成的空间中，所述前三级可控扩散可转导叶片、静叶片组和后三级端弯联合弯叶片均安装在机壳上，所述动叶片组安装在压气机转子上，所述前三级可控扩散可转导叶片分别为进口可转导叶片、第一级可转导叶片和第二级可转导叶片，所述后三级端弯联合弯叶片分别为第十四级静叶片、第十五级静叶片、第十六级静叶片。优选地，所述静叶片组包括十一级静叶片，分别为第三级静叶片、第四级静叶片、第五级静叶片、第六级静叶片、第七级静叶片、第八级静叶片、第九级静叶片、第十级静叶片、第十一级静叶片、第十二级静叶片、第十三级静叶片。优选地，所述动叶片组包括十六级动叶片，分别为第一级动叶片、第二级动叶片、第三级动叶片、第四级动叶片、第五级动叶片、第六级动叶片、第七级动叶片、第八级动叶片、第九级动叶片、第十级动叶片、第十一级动叶片、第十二级动叶片、第十三级动叶片、第十四级动叶片、第十五级动叶片和第十六级动叶片。优选地，所述前三级可控扩散可转导叶片、所述动叶片组和所述静叶片组分别在压气机的轴线方向上依次交替排列，并在内部形成压气机通道。优选地，所述进口可转导叶片、第一级可转导叶片、第二级可转导叶片均包括三只以上的可转导叶片，且可转导叶片沿圆周方向相互独立的固定在机壳上。优选地，所述第三级静叶片、第四级静叶片、第五级静叶片、第六级静叶片、第七级静叶片、第八级静叶片、第九级静叶片、第十级静叶片、第十一级静叶片、第十二级静叶片、第十三级静叶片均包括三只以上的静叶片，且静叶片沿圆周方向一只挨着一只安装在固定的机壳上。优选地，所述第一级动叶片、第二级动叶片、第三级动叶片、第四级动叶片、第五级动叶片、第六级动叶片、第七级动叶片、第八级动叶片、第九级动叶片、第十级动叶片、第十一级动叶片、第十二级动叶片、第十三级动叶片、第十四级动叶片、第十五级动叶片和第十六级动叶片均包括三只以上的动叶片，且动叶片沿圆周方向互相独立的安装在压气机转子上。优选地，所述第十四级静叶片、第十五级静叶片、第十六级静叶片均包括三只以上的可转导叶片，且可控扩散可转导叶沿圆周方向相互独立的固定在机壳上。本技术的有益效果是：1、本技术工作时功率可达30～50MW,空气从压气机入口沿轴向流入，经过可转导叶片使气流加速并产生一定方向的切向速度，随后气体进入动叶片组，外界的机械能带动压气机转子旋转并带动安装在所述压气机转子上的动叶片，通过旋转的动叶片组后气体的压力和动能增加；气体从动叶片组出来后进入静叶片组，调整气流方向并进一步增加压力能，最后高压气体沿压气机出口流出压气机。2、本技术由于前三级叶片采用了先进的可控扩散叶型设计和沿叶高的全三维设计，保证了压气机的进口流量和效率，使效率指标有所改善，提高了压气机的通流能力；压气机的后三级叶片采用了端弯联合弯叶片的设计技术使流场重新分布，改进了叶片的气动性能，从而提高了压气机的整体性能。附图说明：图1为本技术的结构示意图；图2为可控扩散叶型示意图；图3为端弯联合弯叶型示意图一；图4为端弯联合弯叶型示意图二；其中：1第一级动叶片、2第二级动叶片、3第三级动叶片、4第四级动叶片、5第五级动叶片、6第六级动叶片、7第七级动叶片、8第八级动叶片、9第九级动叶片、10第十级动叶片、11第十一级动叶片、12第十二级动叶片、13第十三级动叶、14第十四级动叶片、15第十五级动叶片、16第十六级动叶片、17进口可转导叶片、18第一级可转导叶片、19第二级可转导叶片、20第三级静叶片、21第四级静叶片、22第五级静叶片、23第六级静叶片、24第七级静叶片、25第八级静叶片、26第九级静叶片、27第十级静叶片、28第十一级静叶片、29第十二级静叶片、30第十三级静叶片、31第十四级静叶片、32第十五级静叶片、33第十六级静叶片、34机壳、35压气机转子。具体实施方式：如图1至图4所示，本技术为一种中小型燃气轮机的轴流压气机，包括前三级可控扩散可转导叶片、动叶片组、静叶片组和后三级端弯联合弯叶片，所述前三级可控扩散可转导叶片、动叶片组、静叶片组和后三级端弯联合弯叶片均处于机壳34和压气机转子35所形成的空间中，所述前三级可控扩散可转导叶片、静叶片组和后三级端弯联合弯叶片均安装在机壳34上，所述动叶片组安装在压气机转子35上，外界供给的机械能带动压气机转子35，并带动其上安装的动叶片组一起旋转，所述前三级可控扩散可转导叶片分别为进口可转导叶片17、第一级可转导叶片18和第二级可转导叶片19，经过与基础叶型的计算比对，可控扩散叶型具有无激波、低损失的特点，在非设计状态下，其性能也优于常规对比叶型，小损失工作范围增大，落后角明显减小，效率指标也有所改善，提高了压气机的通流能力。多排可调导叶作为提高压气机非设计工况稳定性一种常用的手段，已经被广泛应用于提高压气机非设计工况性能的工作中去，通过模拟退火先进的优化算法得到多排可转导叶转角的最优值，使得压气机非设计工况喘振边界明显外移，大大提高了压气机以及整机在非设计工况下运行的稳定性。所述后三级端弯联合弯叶片分别为第十四级静叶片31、第十五级静叶片32、第十六级静叶片33，在压气机的后三级数值模拟计算的过程中发现存在导叶根部角区分离较严重的问题，端区二次流动较强、附面层较厚，造成上端壁附近损失增大、通流能力下降。大量研究表明，弯叶片技术和端弯技术可以改善角区流动，提高角区通流能力，降低角区分离损失。为了改善整台压气机的性能，本技术采用了端弯联合弯叶片的设计技术。进一步地，所述静叶片组包括十一级静叶片，分别为第三级静叶片20、第四级静叶片21、第五本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中小型燃气轮机的轴流压气机，其特征在于，包括前三级可控扩散可转导叶片、动叶片组、静叶片组和后三级端弯联合弯叶片，所述前三级可控扩散可转导叶片、动叶片组、静叶片组和后三级端弯联合弯叶片均处于机壳(34)和压气机转子(35)所形成的空间中，所述前三级可控扩散可转导叶片、静叶片组和后三级端弯联合弯叶片均安装在机壳(34)上，所述动叶片组安装在压气机转子(35)上，所述前三级可控扩散可转导叶片分别为进口可转导叶片(17)、第一级可转导叶片(18)和第二级可转导叶片(19)，所述后三级端弯联合弯叶片分别为第十四级静叶片(31)、第十五级静叶片(32)、第十六级静叶片(33)。/n

【技术特征摘要】
1.一种中小型燃气轮机的轴流压气机，其特征在于，包括前三级可控扩散可转导叶片、动叶片组、静叶片组和后三级端弯联合弯叶片，所述前三级可控扩散可转导叶片、动叶片组、静叶片组和后三级端弯联合弯叶片均处于机壳(34)和压气机转子(35)所形成的空间中，所述前三级可控扩散可转导叶片、静叶片组和后三级端弯联合弯叶片均安装在机壳(34)上，所述动叶片组安装在压气机转子(35)上，所述前三级可控扩散可转导叶片分别为进口可转导叶片(17)、第一级可转导叶片(18)和第二级可转导叶片(19)，所述后三级端弯联合弯叶片分别为第十四级静叶片(31)、第十五级静叶片(32)、第十六级静叶片(33)。


2.根据权利要求1所述的一种中小型燃气轮机的轴流压气机，其特征在于，所述静叶片组包括十一级静叶片，分别为第三级静叶片(20)、第四级静叶片(21)、第五级静叶片(22)、第六级静叶片(23)、第七级静叶片(24)、第八级静叶片(25)、第九级静叶片(26)、第十级静叶片(27)、第十一级静叶片(28)、第十二级静叶片(29)、第十三级静叶片(30)。


3.根据权利要求2所述的一种中小型燃气轮机的轴流压气机，其特征在于，所述动叶片组包括十六级动叶片，分别为第一级动叶片(1)、第二级动叶片(2)、第三级动叶片(3)、第四级动叶片(4)、第五级动叶片(5)、第六级动叶片(6)、第七级动叶片(7)、第八级动叶片(8)、第九级动叶片(9)、第十级动叶片(10)、第十一级动叶片(11)、第十二级动叶片(12)、第十三级动叶片(13)、第十四级动叶片(14)、第十五级动叶片(15)和第十六级动叶片(16)。


4.根据权利要求3所述的一种中小型燃气轮机的轴流压气机，其特征在于，所述前三级可控扩散可转...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春梅，冯永志，党芳，由岫，刘海旭，邓祥泉，王鑫，姜东坡，赵俊明，
申请(专利权)人：哈尔滨电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：黑龙;23