汽轮机采用高载荷叶片和大焓降级的初步探讨

谋略将燃气轮机大焓降级的特点，以及航空涡轮发动机通过减少叶片数来降低制造成本和增加推重比而开发的高载荷甚至超高载荷叶片的概念应用于蒸汽轮机级的设计，探讨采用高载荷叶片大焓降级设计运行安全可靠的新型高效率汽轮机的途径。这将极大地降低汽轮机制造及电厂建设和安装成本。     

基于神经网络算法的叶片数控加工及切削参数优化北大核心CSCD

叶片作为燃气轮机的核心部件,其几何形状对燃气轮机整体性能具有重要影响。对叶片原理与设计方法的研究始终是国内外燃气轮机制造领域的研究热点。为了对燃气轮机叶片进行优化设计,可将神经网络引入叶片数控加工及切削参数优化中,结合遗传算法优化策略模型,通过函数试验的方式对比不同模型的优化性能,得出叶片数控加工及切削最优参数,以满足叶片高性能制造需求。     

高温合金叶片修复技术的应用与发展

高温合金因具有良好的耐腐蚀性、抗氧化性、蠕变强度等性能,在航空及电力设备制造行业中有着重要的作用．常用于制造燃气轮机叶片等复杂构件。目前燃气轮机叶片多采用铸造成型,铸造过程中不可避免的会产生缺陷．且叶片在服役过程中因为高温高压蒸汽的腐蚀和冲刷．也会产生损伤。文章综述了镍基合金叶片修复技术的研究进展,重点介绍了国内外一些先进的叶片修复方法,深入分析了不同修复方法的特点,并对燃气轮机叶片修复技术的发展前景进行了展望。     

考虑制造偏差的高温叶片热弹性接触应力研究

枞树型叶根广泛应用于燃气轮机和大功率蒸汽轮机叶片,其可靠性严重影响着叶片的安全运行.采用三维热弹性有限元分析技术建立了仅考虑离心力载荷及综合考虑离心力和温度载荷的数值模型,对4种不同的叶根轮缘接触面制造偏差状况下叶根应力进行了详细分析,发现常温下设计良好的枞树型叶根轮缘,在高温下由于热胀导致的变形,将使叶根承载分布不均,从而产生很大的应力,并且应力状况也随着制造偏差而不同.所以在设计高温级叶片枞树型叶根型线时,需要综合考虑叶根的制造偏差以及工作状态下的承载情况进行安全性校核.     

重型燃气轮机涡轮叶片材料及制造技术研究进展

从重型燃气轮机涡轮叶片的研制发展史出发,综述了用于重型燃气轮机涡轮叶片高温合金材料的典型化学成分、叶片制备工艺技术、冷却技术和热障涂层设计。通过分析重型燃气轮机涡轮叶片服役特点,总结了重型燃气轮机用高温合金材料的设计原则。结合国内外燃气轮机涡轮叶片关键成型技术的发展和现状,归纳总结了涡轮叶片的研制工艺难点,并对未来燃气轮机涡轮叶片发展和制造工艺革新进行了展望。     

天津东汽风电叶片工程有限公司诞生

4月7日上午11时，天津经济技术开发区礼炮震天、机器轰鸣，一个集风电叶片的研究、开发、制造和大功率风电机组的装配、制造企业——天津东汽风电叶片工程公司在这里诞生了。     

重型燃气轮机的现状和发展趋势

重型燃气轮机是21世纪乃至更长时期内能源高效转换与洁净利用系统的核心动力装备。它对于能源系统的高效、清洁和安全都具有重要意义。当代燃气轮机主要关键技术包含多级轴流压气机、高效清洁燃烧室、多级轴流冷却透平、二次空气系统、镍基超级合金叶片材料与制造等等。以国家需求为导向,集中全行业力量,走自主研究和消化吸收相结合的道路,突破燃气轮机的基础科学问题和关键技术,为我国自主开发燃气轮机提供共性技术支持,是全面深入推进重型燃气轮机核心技术国产化的必由之路。     

重型燃气轮机关键技术集成及应用示范

正关键技术及示范包括:对F级重型燃气轮机技术,集成热端部件(燃烧室、透平叶片)的设计与制造技术、高效低污染燃烧室设计与制造工艺、适应灵活空分配置的先进高效宽稳定裕度压气机研制、燃气轮机调节系统等研发成果,形成整机制造技术及系统集成优化设计技术。     

增材制造技术在F级燃气轮机燃烧器开发中的应用

为了缩短重型燃气轮机燃烧器修复和低氮燃烧技术开发周期,打破F级重型燃气轮机热部件制造技术壁垒,基于增材制造技术,开发出了一套完整的F级燃气轮机燃烧器加工工艺,成功实现了标准产品旋流器的试制。在此基础上,利用增材制造技术生产的燃烧器,完成了在役燃气轮机燃烧器的服务修复;在新型低氮燃烧技术开发中成功试制出多款自主开发的新型低氮燃烧器,并通过了全温、全压、全尺寸实验验证;批量生产了产品级新型低氮燃烧器,贯通了F级重型燃气轮机燃烧器从设计开发到工艺开发的全部流程。实践表明,运用增材制造技术可助力企业在燃气轮机服务、研发和生产等方面实现快速创新。     

舰船大功率轴流压气机气动设计研究

基于建立的舰船大功率多级轴流压气机气动设计体系,开展了舰船用某型大功率燃气轮机压气机设计研究,完成了6级轴流压气机的气动设计。进行了一维反问题设计、一维特性计算分析、S2反问题计算、叶片造型以及三维CFD计算分析。各级载荷分布从前面级到后面级逐渐降低,叶展方向按照等压比分配以避免径向掺混损失过大,S2设计并没有严格遵循传统的设计规律(等环量、等反动度等),而是基于一维设计方案通过不断调整优化获得的。根据CDA的特点,开发了可用于工程应用的叶片造型程序,可实现不同中弧线、不同厚度分布调节,能够实现叶片弯、掠等功能。三维数值模拟结果表明,考虑动叶叶顶具有0. 5 mm间隙的情况下,6级压气机设计点效率达到89. 75%,设计转速下的喘振裕度为22. 5%,同时具有较好的变工况性能。     

燃气透平叶片冲蚀的数值模拟与试验研究的发展

综述了近年来燃气透平叶片冲蚀数值模拟与试验研究的进展情况,包括气固两相流场模型与求解方法的发展以及最新的试验成果,指出存在的问题及今后研究方向,文中内容对于进一步研究,进而控制冲蚀这一直接影响燃气透平叶片寿命乃至安全性的工程问题,具有参考价值。     

具有温度场的冷却叶片振动特性计算方法研究

根据稳态热传导的相关理论,建立了透平冷却叶片温度场和热应力场的四面体三维有限元分析模型和方法,并在此基础上建立了透平冷却叶片振动特性三维有限元分析方法,开发了相关计算软件。对某航空发动机透平高压第1级冷却叶片在不同工作条件下的振动特性进行了计算分析,同时研究了热应力、温度场、转速等对叶片振动特性的影响,表明本文中所建立模型和方法是科学、合理和精确的,为开展透平冷却叶片的设计和振动安全性评价奠定了基础。     

燃气轮机气路调节系统故障研究

压气机是燃气轮机的重要设备,其性能的高低直接影响燃机最大输出能力及性能,而压气机进口可转导叶开度的变化,对提升压气机的运行效率及联合循环能效水平具有重要影响。目前可转导叶调节系统由于设备复杂、频繁动作,存在潜在故障风险。针对气路调节系统故障,从系统结构和装配标准角度提出分析故障的方法,并在同类型机组进行推广应用,结果表明该方法可以快速实现故障诊断,帮助检修人员尽早发现故障部件和部位。针对此类设计结构问题,给出设计制造优化建议,并从现场安装、停机检修、运行维护方面提出综合运维策略,保证机组安全稳定运行,为今后相似机组运维提供参考。     

叶片工程图纸智能快速生成技术的研究与实现

为了提高汽轮机叶片设计和出图的效率,在分析叶片零件特殊复杂性的基础上,提出了智能化自动生成工程图纸的方法,并在三维软件平台上开发了叶片工程图纸生成系统,进行验证。结果表明,提出的技术方法提高了叶片工程图纸的生成效率,极大地减少了生产过程中修改的工作量。     

现代汽轮机叶片型面制造技术

介绍当今世界汽轮机叶片型面制造最新设备——NX系列五坐标数控型面机床及其工艺特点，概述数控程序设计软件RCS的应用，针对本公司产品，通过实践，总结叶片型面制造经验。此加工方式是国内今后汽轮机叶片制造的发展趋势。     

Optimized linearization of chord and twist angle profiles for fixed-pitch fixed-speed wind turbine blades

The chord and twist angle radial profiles of a fixed-pitch fixed-speed (FPFS) horizontal-axis wind turbine blade are based on a particular design wind speed and design tip speed ratio. Because the tip speed ratio varies with wind speed, the originally optimized chord and twist angle radial profiles for a preliminary blade design through optimum rotor theory do not necessarily provide the highest annual energy production (AEP) for the wind turbine on a specific site with known wind resources. This paper aims to demonstrate a novel optimal blade design method for an FPFS wind turbine through adopting linear radial profiles of the blade chord and twist angle and optimizing the slope of these two lines. The radial profiles of the blade chord and twist angle are linearized on a heuristic basis with fixed values at the blade tip and floating values at the blade root based on the preliminary blade design, and the best solution is determined using the highest AEP for a particular wind speed Weibull distribution as the optimization criteria with constraints of the top limit power output of the wind turbine. The outcomes demonstrate clearly that the proposed blade design optimization method offers a good opportunity for FPFS wind turbine blade design to achieve a better power performance and low manufacturing cost. This approach can be used for any practice of FPFS wind turbine blade design and refurbishment.     

燃气轮机叶片内部扰流肋冷却方式研究进展

随着燃气透平转子进口温度的不断提高,燃气轮机叶片冷却日益重要。带有扰流肋的内部通道冷却是叶片冷却的一个重要部分。综述了内部扰流肋冷却的研究历程与研究现状,详细论述了静止状态下带肋内部通道的换热研究、旋转对带肋通道内换热的影响研究以及扰流肋与其他方式相结合的复合冷却研究。结论指出,在国内外静止状态下带肋通道内的换热研究已经很成熟,旋转对通道内流动与换热的影响是最近几年来的研究热点,而关于旋转状态下复合冷却方式的研究相对较少。优化旋转状态下内部肋结构和将内部扰流肋与其他冷却方式相结合的研究是今后的发展方向。