十万-二十万立方米等级空分装置用混流式压缩机制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种十万

【技术实现步骤摘要】
十万
‑
二十万立方米等级空分装置用混流式压缩机


[0001]本技术涉及透平机械领域，具体涉及一种十万
‑
二十万立方米等级空分装置用混流式压缩机。

技术介绍

[0002]目前，市场上的十万
‑
二十万立方米等级空分装置用混流式压缩机普遍使用现有工业轴流压缩机技术，其切线速度较低，做功能力较差，一般需要八至十级轴流才能满足工艺需求。例如，现有的十万空分混流式压缩机的轴流段使用了十级轴流压缩机的方案，并采用等内径流道和现有NACA65低速叶型技术，内径轮毂处圆周速度在170
‑
175m/s范围，流量系数为0.7，载荷系数为0.3
‑
0.35，单级压比为1.13，存在级数多、结构复杂、效率偏低、生产成本较高等缺陷。
[0003]随着高性能、高切线速度透平机械设计技术的发展，将定制叶型、弯、掠等三维造型技术得到的先进宽弦叶型用于现代空分装置用混流式压缩机中，能够实现在获得高级压比的同时具有更高的效率。因此，在特定的产品应用上使用高级压比的多级轴流压缩机技术，可在较少的级数下满足性能要求，大大简化现有的大型空分装置用压缩机的结构，使更大型空分装置采用单套机组成为可能。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是解决十万
‑
二十万立方米等级空分装置用混流式压缩机普遍使用现有工业轴流压缩机技术，其切线速度较低，做功能力较差，一般需要八至十级轴流才能满足工艺需求，存在级数多、结构复杂、效率偏低、生产成本较高等问题，而提供了一种十万
‑
二十万立方米等级空分装置用混流式压缩机。
[0005]为达到上述目的，本技术所采用的技术方案为：
[0006]一种十万
‑
二十万立方米等级空分装置用混流式压缩机，采用三层缸结构，所述三层缸包括机壳、调节缸和叶片承缸，其特殊之处在于：其转子上设置有4
‑
7级动叶；所述叶片承缸上设置有4
‑
7级静叶；
[0007]各级动叶轮毂处的圆周速度为190
‑
244m/s；
[0008]所述空分装置用混流式压缩机的等级为十万立方米至二十万立方米，动叶第一级叶片入口处外径相应为0.68726m至1.08712m，动叶末级叶片出口处外径相应为0.630054m至1.01134m；静叶第零级叶片入口处内径相应为0.366633m至0.588511m，静叶末级叶片出口处内径相应为0.4797m至0.777m。
[0009]进一步地，所述动叶叶型为转捩位置在8％
‑
12％轴向弦长范围处的前转捩叶型，其前缘为曲率连续前缘；
[0010]所述静叶叶型为转捩位置在8％
‑
12％轴向弦长范围处的前转捩叶型，其前缘为曲率连续前缘；所述静叶叶片为弓形叶片，其积叠线为三阶贝塞尔曲线造型。
[0011]进一步地，所述动叶叶型弦长范围为75
‑
268mm，其展弦比范围为1.39
‑
1.53；各级
动叶的叶根截面最大相对厚度在12％
‑
15％范围内；
[0012]所述静叶叶型弦长范围为40
‑
189mm，其展弦比范围为2.05
‑
2.2；所述静叶叶片积叠线具有如下特征：叶片上段与中间直线段的分界点在62％
‑
70％之间，下段与中间直线段的分界点在29％
‑
37％之间；上段积叠线的切线与径向方向的夹角范围为0
°‑5°
，下段积叠线的切线与周向方向的夹角范围为0
°‑5°
。
[0013]进一步地，所述动叶叶型的前缘厚度范围为0.4
‑
2.7mm。
[0014]进一步地，所述转子上设置有6级动叶，所述叶片承缸上设置有6级静叶。
[0015]进一步地，当空分装置用混流式压缩机的等级由十万立方米向二十万立方米变化时，设计转速由4376转/分钟逐渐降低至3708转/分钟。
[0016]进一步地，第一级动叶几何参数范围如下表所示：
[0017][0018]第一级静叶几何参数范围如下表所示：
[0019][0020][0021]第二级动叶几何参数范围如下表所示：
[0022][0023]第二级静叶几何参数范围如下表所示：
[0024][0025]第三级动叶几何参数范围如下表所示：
[0026][0027][0028]第三级静叶几何参数范围如下表所示：
[0029][0030]第四级动叶几何参数范围如下表所示：
[0031][0032]第四级静叶几何参数范围如下表所示：
[0033][0034][0035]第五级动叶几何参数范围如下表所示：
[0036][0037]第五级静叶几何参数范围如下表所示：
[0038][0039]第六级动叶几何参数范围如下表所示：
[0040][0041][0042]第六级静叶几何参数范围如下表所示：
[0043][0044]进一步地，第一级动叶几何参数如下表所示：
[0045][0046]第一级静叶几何参数如下表所示：
[0047][0048]第二级动叶几何参数如下表所示：
[0049][0050]第二级静叶几何参数如下表所示：
[0051][0052]第三级动叶几何参数如下表所示：
[0053][0054]第三级静叶几何参数如下表所示：
[0055][0056][0057]第四级动叶几何参数如下表所示：
[0058][0059]第四级静叶几何参数如下表所示：
[0060][0061]第五级动叶几何参数如下表所示：
[0062][0063]第五级静叶几何参数如下表所示：
[0064][0065][0066]第六级动叶几何参数如下表所示：
[0067][0068]第六级静叶几何参数如下表所示：
[0069][0070]进一步地，所述动叶和静叶的材质为不锈钢材料X3CrNiMo13
‑
4。
[0071]通常，燃气轮机压缩机级压比高、级数少，使得压缩机更短。但在工业应用领域不能直接使用高单级压比的燃气轮机压缩机技术，原因是：1、燃气轮机压缩机前面2级为跨音速设计，导致运行范围较窄；2、设计时仅考虑在燃气轮机共同工作线附近运行，接近阻塞和喘振时，可能会发生颤振和高强迫响应现象且效率会显著降低；3、因为燃气轮机燃烧室的容腔较小，针对小喘振容腔设计的叶片较薄较细，抵抗喘振的能力较差。
[0072]相比之下，本技术针对流道和叶片的设计结合了工业压缩机运行范围宽与燃气轮机压缩机功率密度大、级压比高的优点，称之为混合概念叶片，以追求燃气轮机压缩机技术和传统工业压缩机技术的最优结合。工业压缩机对运行范围和非设计点效率要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种十万
‑
二十万立方米等级空分装置用混流式压缩机，采用三层缸结构，所述三层缸包括机壳(1)、调节缸(2)和叶片承缸(3)，其特征在于：其转子(4)上设置有4
‑
7级动叶；所述叶片承缸(3)上设置有4
‑
7级静叶；各级动叶轮毂处的圆周速度为190
‑
244m/s；所述空分装置用混流式压缩机的等级为十万立方米至二十万立方米，动叶第一级叶片入口处外径相应为0.68726m至1.08712m，动叶末级叶片出口处外径相应为0.630054m至1.01134m；静叶第零级叶片入口处内径相应为0.366633m至0.588511m，静叶末级叶片出口处内径相应为0.4797m至0.777m。2.根据权利要求1所述的十万
‑
二十万立方米等级空分装置用混流式压缩机，其特征在于：所述动叶叶型为转捩位置在8％
‑
12％轴向弦长范围处的前转捩叶型，其前缘为曲率连续前缘；所述静叶叶型为转捩位置在8％
‑
12％轴向弦长范围处的前转捩叶型，其前缘为曲率连续前缘；所述静叶叶片为弓形叶片，其积叠线为三阶贝塞尔曲线造型。3.根据权利要求2所述的十万
‑
二十万立方米等级空分装置用混流式压缩机，其特征在于：所述动叶叶型弦长范围为75
‑
268mm，其展弦比范围为1.39
‑
1.53；各级动叶的叶根截面最大相对厚度在12％
‑
15％范围内；所述静叶叶型弦长范围为40
‑
189mm，其展弦比范围为2.05
‑
2.2；所述静叶叶片积叠线具有如下特征：叶片上段与中间直线段的分界点在62％
‑
70％之间，下段与中间直线段的分界点在29％
‑
37％之间；上段积叠线的切线与径向方向的夹角范围为0
°‑5°
，下段积叠线的切线与周向方向的夹角范围为0
°‑5°
。4.根据权利要求3所述的十万
‑
二十万立方米等级空分装置用混流式压缩机，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雷，李宏安，陈余平，田满洲，陈江辉，朱安安，蔺满相，周根标，祁周会，江慧敏，申振，张小龙，李洪亮，霍海燕，
申请(专利权)人：西安陕鼓动力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：