一种用于中型高炉的两级能量回收煤气透平、静叶及动叶制造技术

技术编号:30706202 阅读:18 留言:0更新日期:2021-11-06 09:52
本发明专利技术提供了一种用于中型高炉的两级能量回收煤气透平、静叶及动叶,其中,一级静叶、二级静叶、一级动叶和二级动叶均包括依次一体成型的三个部分,分别为前缘块、中间段和尾缘块,中间段与前缘块和尾缘块之间均为光滑过渡;本发明专利技术的两级能量回收煤气透平与现有的两级煤气透平相比,效率大幅提升,效率最高提升了7%,以17000kw的煤气透平为例,节能效果在现有的两级煤气透平的基础上,每年可多回收约952万度电/台,进一步减少碳排放量2589440千克/台。克/台。克/台。

【技术实现步骤摘要】
一种用于中型高炉的两级能量回收煤气透平、静叶及动叶


[0001]本专利技术属于高炉冶金领域,涉及能量回收透平机组,具体涉及一种用于中型高炉的两级能量回收煤气透平、静叶及动叶。

技术介绍

[0002]高炉煤气余压透平发电装置是在高炉炼铁工艺中,回收高炉煤气能量和调节炉顶压力的高效节能设备,属于技术密集型透平机械。
[0003]目前,1800m3左右的中型高炉是当前高炉的主力炉型,并且高炉工艺向更高高炉冶炼强度,更低高炉出口温度方向发展。
[0004]为了使高炉冶炼系统的运营成本更低,市场对中型高炉能量回收透平高效性提出了更高的要求。中型高炉能量回收透平叶型直接决定了其效率,因此需要匹配高炉工艺,开发新叶型,进一步提升能量回收透平效率。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足,本专利技术的目的在于,提供一种用于中型高炉的两级能量回收煤气透平、静叶及动叶,解决现有技术中的煤气透平的节能效果尚需进一步提升的技术问题。
[0006]为了解决上述技术问题,本专利技术采用如下技术方案予以实现:
[0007]一种两级能量回收煤气透平,包括机匣和安装在机匣内的转轴,机匣上安装有静叶,转轴的轮毂上安装有动叶,机匣上沿着轴向依次安装有级静叶,转轴上沿着轴向依次安装有级动叶,静叶和动叶依次交替布设;
[0008]所述的两级静叶分别为一级静叶和二级静叶;
[0009]所述的两级动叶分别为一级动叶和二级动叶;
[0010]其特征在于:
[0011]所述的一级静叶、二级静叶、一级动叶和二级动叶均包括依次一体成型的三个部分,分别为前缘块、中间段和尾缘块,所述的中间段与前缘块和尾缘块之间均为光滑过渡;
[0012]所述的一级静叶的前缘块,其中,底部截面的截面高度为567.1mm,底部截面的截面型线为圆弧,底部截面的圆弧半径为3.6mm;顶部截面的截面高度为 872.1mm,顶部截面的截面型线为圆弧,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=1.8~1.85;
[0013]所述的一级静叶的尾缘块,其中,底部截面的截面高度为567.1mm,底部截面的截面型线为圆弧,底部截面的圆弧半径为0.984mm,顶部截面的截面高度为 872.1mm,顶部截面的截面型线为圆弧,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=1.4~1.45;
[0014]所述的一级静叶的中心截面,其中,中心截面的截面高度为719.6mm,中心截面的叶型参数分别为:弦长为117.933mm,最大相对厚度为0.17~0.18;叶型转折角为70
°
~75
°
;相对节距为0.65~0.75;
[0015]所述的二级静叶的前缘块,其中,底部截面的截面高度为539.5mm,底部截面的截
面型线为圆弧,底部截面的圆弧半径为3.960mm;顶部截面的截面高度为 890.5mm,顶部截面的截面型线为圆弧,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=1.6~1.65;
[0016]所述的二级静叶的尾缘块,其中,底部截面的截面高度为539.5mm,底部截面的截面型线为圆弧,底部截面的圆弧半径为1.44mm,顶部截面的截面高度为890.5mm,顶部截面的截面型线为圆弧,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=1.05~1.1;
[0017]所述的二级静叶的中心截面,其中,中心截面的截面高度为715mm,中心截面的叶型参数分别为:弦长为119.821mm,最大相对厚度为0.18~0.19;叶型转折角为75
°
~85
°
;相对节距为0.6~0.7;
[0018]所述的一级动叶的前缘块,其中,底部截面的截面高度为551.25mm,底部截面的截面型线为圆弧,底部截面的圆弧半径为3.66mm;顶部截面的截面高度为881.25mm,顶部截面的截面型线为圆弧,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=0.4~0.45;
[0019]所述的一级动叶的尾缘块,其中,底部截面的截面高度为551.25mm,底部截面的截面型线为圆弧,底部截面的圆弧半径为1.05mm,顶部截面的截面高度为881.25mm,顶部截面的截面型线为圆弧,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=0.8~0.9;
[0020]所述的一级动叶的中心截面,其中,中心截面的截面高度为716.25mm,中心截面的叶型参数分别为:弦长为110.394mm,最大相对厚度为0.09~0.1;叶型转折角为45
°
~50
°
;相对节距为0.8~0.9;
[0021]所述的二级动叶的前缘块,其中,底部截面的截面高度为558.25mm,底部截面的截面型线为圆弧,底部截面的圆弧半径为3.9mm;顶部截面的截面高度为 898.25mm,顶部截面的截面型线为圆弧,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=0.35~0.4;
[0022]所述的二级动叶的尾缘块,其中,底部截面的截面高度为558.25mm,底部截面的截面型线为圆弧,底部截面的圆弧半径为1.134mm,顶部截面的截面高度为898.25mm,顶部截面的截面型线为圆弧,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=0.85~0.9;
[0023]所述的二级动叶的中心截面,其中,中心截面的截面高度为728.25mm,中心截面的叶型参数分别为:弦长为117.941mm,最大相对厚度为0.09~0.1;叶型转折角为60
°
~65
°
;相对节距为0.7~0.8;
[0024]其中:
[0025]静叶和动叶在Oxyz坐标系中,x和y分别为Oxyz坐标系中的横坐标和纵坐标;z为Oxyz坐标系中的竖坐标;
[0026]Oxyz坐标系中,以叶片所在的煤气透平的旋转中心作为横坐标x,以穿过叶片重心的叶片的高度方向作为竖坐标z,即第一叶型截面、第二叶型截面和第三叶型截面的截面高度所在方向;横坐标x和竖坐标z的交点作为坐标原点O,即以叶片的重心沿竖坐标z在横坐标x上的投影点作为坐标原点O;以过坐标原点 O且垂直于Oxz平面的方向作为纵坐标y。
[0027]本专利技术还具有如下技术特征:
[0028]优选的,所述的一级静叶的叶片数为48,所述的二级静叶的叶片数为80。
[0029]优选的,所述的一级动叶的叶片数为49,所述的二级动叶的叶片数为49。
[0030]优选的,所述的一级静叶的前缘块,其中,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=1.833;
[0031]所述的一级静叶的尾缘块,其中,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=1.432;
[0032]所述的二级静叶的前缘块,其中,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=1.602;
[0033]所述的二级静叶的尾缘块,其中,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=1.083;
[0034]所述的一级动叶的前缘块,其中,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=0.439;
[0035]所述的一本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两级能量回收煤气透平,包括机匣(1)和安装在机匣(1)内的转轴(2),机匣(1)上安装有静叶(4),转轴(2)的轮毂(3)上安装有动叶(5),机匣(1)上沿着轴向依次安装有3级静叶(4),转轴(2)上沿着轴向依次安装有3级动叶(5),静叶(4)和动叶(5)依次交替布设;所述的两级静叶(4)分别为一级静叶(401)和二级静叶(402);所述的两级动叶(5)分别为一级动叶(501)和二级动叶(502);其特征在于:所述的一级静叶(401)、二级静叶(402)、一级动叶(501)和二级动叶(502)均包括依次一体成型的三个部分,分别为前缘块、中间段和尾缘块,所述的中间段与前缘块和尾缘块之间均为光滑过渡;所述的一级静叶(401)的前缘块,其中,底部截面的截面高度为567.1mm,底部截面的截面型线为圆弧,底部截面的圆弧半径为3.6mm;顶部截面的截面高度为872.1mm,顶部截面的截面型线为圆弧,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=1.8~1.85;所述的一级静叶(401)的尾缘块,其中,底部截面的截面高度为567.1mm,底部截面的截面型线为圆弧,底部截面的圆弧半径为0.984mm,顶部截面的截面高度为872.1mm,顶部截面的截面型线为圆弧,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=1.4~1.45;所述的一级静叶(401)的中心截面,其中,中心截面的截面高度为719.6mm,中心截面的叶型参数分别为:弦长为117.933mm,最大相对厚度为0.17~0.18;叶型转折角为70
°
~75
°
;相对节距为0.65~0.75;所述的二级静叶(402)的前缘块,其中,底部截面的截面高度为539.5mm,底部截面的截面型线为圆弧,底部截面的圆弧半径为3.960mm;顶部截面的截面高度为890.5mm,顶部截面的截面型线为圆弧,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=1.6~1.65;所述的二级静叶(402)的尾缘块,其中,底部截面的截面高度为539.5mm,底部截面的截面型线为圆弧,底部截面的圆弧半径为1.44mm,顶部截面的截面高度为890.5mm,顶部截面的截面型线为圆弧,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=1.05~1.1;所述的二级静叶(402)的中心截面,其中,中心截面的截面高度为715mm,中心截面的叶型参数分别为:弦长为119.821mm,最大相对厚度为0.18~0.19;叶型转折角为75
°
~85
°
;相对节距为0.6~0.7;所述的一级动叶(501)的前缘块,其中,底部截面的截面高度为551.25mm,底部截面的截面型线为圆弧,底部截面的圆弧半径为3.66mm;顶部截面的截面高度为881.25mm,顶部截面的截面型线为圆弧,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=0.4~0.45;所述的一级动叶(501)的尾缘块,其中,底部截面的截面高度为551.25mm,底部截面的截面型线为圆弧,底部截面的圆弧半径为1.05mm,顶部截面的截面高度为881.25mm,顶部截面的截面型线为圆弧,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=0.8~0.9;所述的一级动叶(501)的中心截面,其中,中心截面的截面高度为716.25mm,中心截面的叶型参数分别为:弦长为110.394mm,最大相对厚度为0.09~0.1;叶型转折角为45
°
~50
°
;相对节距为0.8~0.9;所述的二级动叶(502)的前缘块,其中,底部截面的截面高度为558.25mm,底部截面的截面型线为圆弧,底部截面的圆弧半径为3.9mm;顶部截面的截面高度为898.25mm,顶部截面的截面型线为圆弧,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=0.35~0.4;
所述的二级动叶(502)的尾缘块,其中,底部截面的截面高度为558.25mm,底部截面的截面型线为圆弧,底部截面的圆弧半径为1.134mm,顶部截面的截面高度为898.25mm,顶部截面的截面型线为圆弧,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=0.85~0.9;所述的二级动叶(502)的中心截面,其中,中心截面的截面高度为728.25mm,中心截面的叶型参数分别为:弦长为117.941mm,最大相对厚度为0.09~0.1;叶型转折角为60
°
~65
°
;相对节距为0.7~0.8;其中:静叶(4)和动叶(5)在Oxyz坐标系中,x和y分别为Oxyz坐标系中的横坐标和纵坐标;z为Oxyz坐标系中的竖坐标;Oxyz坐标系中,以叶片所在的煤气透平的旋转中心作为横坐标x,以穿过叶片重心的叶片的高度方向作为竖坐标z,即第一叶型截面、第二叶型截面和第三叶型截面的截面高度所在方向;横坐标x和竖坐标z的交点作为坐标原点O,即以叶片的重心沿竖坐标z在横坐标x上的投影点作为坐标原点O;以过坐标原点O且垂直于Oxz平面的方向作为纵坐标y。2.如权利要求1所述的两级能量回收煤气透平,其特征在于:所述的一级静叶(401)的前缘块,其中,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=1.833;所述的一级静叶(401)的尾缘块,其中,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=1.432;所述的二级静叶(402)的前缘块,其中,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=1.602;所述的二级静叶(402)的尾缘块,其中,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=1.083;所述的一级动叶(501)的前缘块,其中,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=0.439;所述的一级动叶(501)的尾缘块,其中,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=0.886;所述的二级动叶(502)的前缘块,其中,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=0.392;所述的二级动叶(502)的尾缘块,其中,顶部截面圆弧半径/底部截面圆弧半径=0.897。3.如权利要求1所述的两级能量回收煤气透平,其特征在于:所述的一级静叶(401)的前缘块,其中,底部截面的圆弧圆心坐标为(x,y)=(

27.980,18.169),圆弧起始点(x,y)=(

31.143,16.403),圆弧终点(x,y)=(

31.197,19.821);顶部截面的圆弧圆心坐标为(x,y)=(

45.214,28.928),圆弧起始点(x,y)=(

48.679,23.311),圆弧终点(x,y)=(

48.115,34.856);所述的一级静叶(401)的尾缘块,其中,底部截面的圆弧圆心坐标为(x,y)=(27.884,

42.925),圆弧起始点(x,y)=(27.011,

43.380),圆弧终点(x,y)=(28.839,

42.689);顶部截面的圆弧圆心坐标为(x,y)=(48.778,

75.343),圆弧起始点(x,y)=(47.492,

75.915),圆弧终点(x,y)=(50.115,

74.905);
所述的二级静叶(402)的前缘块,其中,底部截面的圆弧圆心坐标为(x,y)=(

32.036,11.768),圆弧起始点(x,y)=(

32.896,7.902),圆弧终点(x,y)=(

35.765,13.103);顶部截面的圆弧圆心坐标为(x,y)=(

51.540,21.827),圆弧起始点(x,y)=(

53.768,15.888),圆弧终点(x,y)=(

57.648,23.542);所述的二级静叶(402)的尾缘块,其中,底部截面的圆弧圆心坐标为(x,y)=(33.905,

38.196),圆弧起始点(x,y)=(32.725,

39.020),圆弧终点(x,y)=(35.294,

37.814);顶部截面的圆弧圆心坐标为(x,y)=(59.128,

70.340),圆弧起始点(x,y)=(57.823,

71.195),圆弧终点(x,y)=(60.625,

69.902);所述的一级动叶(501)的前缘块,其中,底部截面的圆弧圆心坐标为(x,y)=(

39.791,

2.432),圆弧起始点(x,y)=(

39.521,

6.082),圆弧终点(x,y)=(

43.237,

1.198);顶部截面的圆弧圆心坐标为(x,y)=(

24.961,46.632),圆弧起始点(x,y)=(

26.405,45.924),圆弧终点(x,y)=(

23.870,47.813);所述的一级动叶(501)的尾缘块,其中,底部截面的圆弧圆心坐标为(x,y)=(52.131,

42.064),圆弧起始点(x,y)=(51.274,

42.671),圆弧终点(x,y)=(53.068,

41.591);顶部截面的圆弧圆心坐标为(x,y)=(26.345,

63.769),圆弧起始点(x,y)=(25.501,

64.159),圆弧终点(x,y)=(27.236,

63.505);所述的二级动叶(502)的前缘块,其中,底部截面的圆弧圆心坐标为(x,y)=(

39.602,

0.428),圆弧起始点(x,y)=(

39.563,

4.328),圆弧终点(x,y)=(

43.465,0.109);顶部截面的圆弧圆心坐标为(x,y)=(

32.782,48.405),圆弧起始点(x,y)=(

33.977,47.449),圆弧终点(x,y)=(

32.126,49.787);所述的二级动叶(502)的尾缘块,其中,底部截面的圆弧圆心坐标为(x,y)=(51.545,

43.062),圆弧起始点(x,y)=(50.647,

43.754),圆弧终点(x,y)=(52.546,

42.528);顶部截面的圆弧圆心坐标为(x,y)=(32.733,

69.453),圆弧起始点(x,y)=(31.794,

69.843),圆弧终点(x,y)=(33.722,

69.215)。4.如权利要求1所述的两...

【专利技术属性】
技术研发人员:汪传美李付俊张小龙周根标郑秀萍杨岐平魏妮张武帅杨刚杨星奚忠朱托雷高少华邓智刚
申请(专利权)人:西安陕鼓动力股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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