【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种轴流压缩机，具体涉及一种用于大型高炉的十级轴流压缩机。
技术介绍
1、随着国内环保标准的不断提升，虽然高炉数量由增到减，但是高炉正逐步向着大型化发展，其平均容积在不断提高。大型高炉有着许多优势的方面，例如高富氧、长寿、人均产铁量大、服役时间长、吨铁的基建投资少、劳动生产率高，以及生产设备更先进等。
2、高炉鼓风用轴流压缩机是大型高炉冶炼系统中的重要耗能设备，占炼铁总能耗的10％左右。目前，炉容为2700m3-5800m3的大型高炉是当前和未来高炉装备发展的主要趋势，为使高炉冶炼系统的运营成本更低，市场对大型高炉用轴流压缩机的高效性提出了更高要求。
3、大型高炉用轴流压缩机的通流构型设计和叶片造型方法直接决定了其效率，然而，现有大型高炉使用的轴流压缩机技术，其切线速度较低，做功能力较差，一般需要十七至十九级才能满足工艺需求，导致级数多、结构复杂、效率偏低。
4、同时，现有的大型高炉用轴流压缩机后面级叶片运行在各静叶角度最大流量下的阻塞工作状态时，具有抗阻塞颤振能力差的缺陷，即在阻塞工况下会发生阻塞颤振的气动弹性现象，由此产生的气流激励在长周期运行条件下会导致出现叶片断裂问题，影响高炉冶炼系统的安全稳定运行，因此现有的大型高炉用轴流压缩机叶片存在提高抗阻塞颤振能力的需求。
技术实现思路
1、本技术的目的是解决现有大型高炉使用的轴流压缩机切线速度较低，做功能力较差，一般需要十七至十九级才能满足工艺需求，导致轴流压缩机的级数多、结构复杂和效
2、为实现上述目的，本技术所采用的技术方案为：
3、一种用于大型高炉的十级轴流压缩机，包括机壳、调节缸、叶片承缸和转子；所述机壳、调节缸和叶片承缸构成三层缸结构；
4、其特殊之处在于：
5、所述叶片承缸上设置有十级静叶；
6、所述转子上设置有与十级静叶一一对应的十级动叶，各级动叶轮毂处的切线速度为185-242m/s；
7、定义转子的外周面与叶片承缸的内周面之间的间隙为流道，前三级所述动叶和静叶所处流道的流道外径相等、流道内径沿入口至出口方向逐渐增大；后七级所述动叶和静叶所处流道的流道内径相等、流道外径沿入口至出口方向逐渐减小。
8、进一步地，当该大型高炉的炉容从2700m3至5800m3变化时：
9、第一级动叶的叶片入口处外径相应从0.616m至0.746m变化，末级动叶的叶片出口处外径相应从0.531m至0.613m变化；
10、第一级静叶的叶片入口处内径相应从0.369m至0.41m变化，末级静叶的叶片出口处内径相应从0.45m至0.5m变化。
11、进一步地，当该大型高炉的炉容从2700m3至5800m3变化时：
12、第一级动叶的叶片高度相应从0.264m至0.354m变化，末级动叶的叶片高度相应从0.082m至0.113m变化；
13、第一级静叶的叶片高度相应从0.237m至0.319m变化，末级静叶的叶片高度相应从0.076m至0.105m变化。
14、进一步地，所述动叶为表面等熵马赫数峰值位置在30％轴向弦长处的定制叶型，其叶片为低展弦比宽弦叶片；
15、所述静叶为表面等熵马赫数峰值位置在10-15％轴向弦长范围内的定制叶型，且其积叠线为弯掠复合三维造型。
16、进一步地，所述动叶叶型弦长范围为88mm-234mm，各级动叶叶根截面最大相对厚度在10％-15％范围内；
17、所述静叶叶型弦长范围为59mm-148mm，其展弦比范围为1.8-2.3。
18、进一步地，当该大型高炉的炉容从2700m3至5800m3变化时，设计转速从5150转/分钟至4630转/分钟变化。
19、进一步地，第一级动叶的几何参数如下表所示：
20、
21、第一级静叶的几何参数如下表所示：
22、
23、第二级动叶的几何参数如下表所示：
24、
25、第二级静叶的几何参数如下表所示：
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27、第三级动叶的几何参数如下表所示：
28、
29、第三级静叶的几何参数如下表所示：
30、
31、第四级动叶的几何参数如下表所示：
32、
33、第四级静叶的几何参数如下表所示：
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35、第五级动叶的几何参数如下表所示：
36、
37、第五级静叶的几何参数如下表所示：
38、
39、第六级动叶的几何参数如下表所示：
40、
41、第六级静叶的几何参数如下表所示：
42、
43、第七级动叶的几何参数如下表所示：
44、
45、第七级静叶的几何参数如下表所示：
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47、第八级动叶的几何参数如下表所示：
48、
49、第八级静叶的几何参数如下表所示：
50、
51、第九级动叶的几何参数如下表所示：
52、
53、第九级静叶的几何参数如下表所示：
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55、第十级动叶的几何参数如下表所示：
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57、第十级静叶的几何参数如下表所示：
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59、
60、进一步地，所述动叶的材质为高强度合金钢材料x3crnimo13-4，静叶的材质为马氏体不锈钢。
61、与现有技术相比，本技术的有益效果是：
62、1、本技术公开了炉容范围为2700m3-5800m3的大型高炉用十级轴流压缩机，通过对动叶轮毂处的切线速度进行设计，以及对前三级动叶和静叶、后七级动叶和静叶所处流道的内径和外径进行分别设计，从而使得本技术的轴流压缩机与现有技术的十七至十九级轴流压缩机相比，转速提升54％，级数减少42-48％，轴承跨距缩短约30％，效率最高提升2.3％，功耗最高降低3.3％，后面级动叶的抗阻塞颤振能力明显提高；以目前国内最大高炉5800m3用轴流压缩机为例，最大功率为55000kw，节能效果在现有技术的高炉鼓风机基础上，每年可多节约702万度电/台，进一步减少碳排放量396195千克/台。
63、2、本技术公开的大型高炉用新型十级轴流压缩机基于自主开发的新型轴流压缩机气动设计体系，具有高单级平均压比、高效率和高可靠性的设计特点，仅采用十级即可实现现有轴流压缩机十七至十九级的压比水平，大大降低了大型高炉用轴流压缩机的结构复杂度、尺寸重量和占地面积。
64、3、本技术的动叶采用表面等熵马赫数峰值位本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于大型高炉的十级轴流压缩机，包括机壳(2)、调节缸(1)、叶片承缸(3)和转子(4)；所述机壳(2)、调节缸(1)和叶片承缸(3)构成三层缸结构；
2.根据权利要求1所述的一种用于大型高炉的十级轴流压缩机，其特征在于，当该大型高炉的炉容从2700m3至5800m3变化时：
3.根据权利要求2所述的一种用于大型高炉的十级轴流压缩机，其特征在于，当该大型高炉的炉容从2700m3至5800m3变化时：
4.根据权利要求1-3任一所述的一种用于大型高炉的十级轴流压缩机，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种用于大型高炉的十级轴流压缩机，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种用于大型高炉的十级轴流压缩机，其特征在于：第一级动叶的几何参数如下表所示：
7.根据权利要求6所述的一种用于大型高炉的十级轴流压缩机，其特征在于：所述动叶(5)的材质为高强度合金钢材料X3CrNiMo13-4，静叶(6)的材质为马氏体不锈钢。
【技术特征摘要】
1.一种用于大型高炉的十级轴流压缩机，包括机壳(2)、调节缸(1)、叶片承缸(3)和转子(4)；所述机壳(2)、调节缸(1)和叶片承缸(3)构成三层缸结构；
2.根据权利要求1所述的一种用于大型高炉的十级轴流压缩机，其特征在于，当该大型高炉的炉容从2700m3至5800m3变化时：
3.根据权利要求2所述的一种用于大型高炉的十级轴流压缩机，其特征在于，当该大型高炉的炉容从2700m3至5800m3变化时：
4.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：王雷，陈江辉，刘忠，乔社宁，常婷，李杨，段岩博，刘妮，吴广，李翠芳，严伟博，徐亮亮，张帆，
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：
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