一種燃氣輪機用壓氣機的低壓首級動葉片的制作方法
【專利摘要】一種燃氣輪機用壓氣機低壓首級動葉片，它涉及一種壓氣機葉片，以解決燃氣輪機用的壓氣機低壓首級動葉片工作效率低、使用壽命短及影響壓氣機安全運行的問題，它由葉片工作部分和葉根組成，葉片工作部分和葉根由上到下制成一體，葉片工作部分為變截面扭葉片，沿葉片高度截面形狀不同，截面積由根部至頂部逐漸減小，相鄰兩截面間有相對扭轉，葉片工作部分從根部至頂部的截面的幾何數據：截面號A-A至截面號L-L的截面高度為12.90～309.00mm，弦長為158.87～229.80mm，安裝角為86.37°～31.57°，型線最大厚度為14.20～4.70mm，距出氣邊距離為2mm處的出氣邊厚度為3.26～1.15mm，距進氣邊距離為2mm處的進氣邊厚度D2為2.36～1.14mm，葉片工作部分的高度為270.42mm。本發(fā)明用于燃氣輪機用的壓氣機上。
【專利說明】 一種燃氣輪機用壓氣機的低壓首級動葉片
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種壓氣機低壓首級動葉片，具體涉及一種燃氣輪機用壓氣機的低壓首級動葉片。
【背景技術】
[0002]目前燃氣輪機用的壓氣機低壓首級動葉片品種單一，設計方法原始，計算精度較低，葉片型面設計不光順，工作效率低，使用壽命短，已嚴重影響了壓氣機的經濟性和安全性。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明的目的是為解決燃氣輪機用的壓氣機低壓首級動葉片工作效率低、使用壽命短及影響壓氣機安全運行的問題，進而提供一種燃氣輪機用壓氣機的低壓首級動葉片。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術問題采取的技術方案是:本發(fā)明的一種燃氣輪機用壓氣機的低壓首級動葉片由葉片工作部分和葉根組成，葉片工作部分和葉根由上到下制成一體，葉片工作部分為變截面扭葉片，沿葉片高度截面形狀不同，截面積由根部至頂部逐漸減小，相鄰兩截面間有相對扭轉，葉片工作部分從根部至頂部的截面的幾何數據:截面號A-A至截面號L-L的截面高度為12.90?309.0Omm,弦長為158.87?229.80mm,安裝角為86.37°?31.57°，型線最大厚度為14.20?4.70mm，距出氣邊距離為2mm處的出氣邊厚度為3.26?1.15mm,距進氣邊距離為2mm處的進氣邊厚度為2.36?1.14mm,葉片工作部分的高度為270.42mm ；
[0005]葉片工作部分的截面號A-A的截面高度為12.90mm,該位置所對應的葉片工作部分的弦長為158.87mm、安裝角為86.37°、型線最大厚度為14.20mm、距出氣邊距離為2mm處的出氣邊厚度為3.26mm、距進氣邊距離為2mm處的進氣邊厚度為2.36mm ；
[0006]葉片工作部分的截面號B-B的截面高度為33.70mm,該位置所對應的葉片工作部分的弦長為161.01mm、安裝角為77.31°、型線最大厚度為14.12mm、距出氣邊距離為2mm處的出氣邊厚度為3.12mm、距進氣邊距離為2mm處的進氣邊厚度為2.37mm ；
[0007]葉片工作部分的截面號C-C的截面高度為48.40mm,該位置所對應的葉片工作部分的弦長為163.67mm、安裝角為71.71°、型線最大厚度為13.75mm、距出氣邊距離為2mm處的出氣邊厚度為2.99mm、距進氣邊距離為2mm處的進氣邊厚度為2.36mm ；
[0008]葉片工作部分的截面號D-D的截面高度為71.1Omm,該位置所對應的葉片工作部分的弦長為169.38mm、安裝角為63.79°、型線最大厚度為12.29mm、距出氣邊距離為2mm處的出氣邊厚度為2.67mm、距進氣邊距離為2mm處的進氣邊厚度為2.27mm ；
[0009]葉片工作部分的截面號E-E的截面高度為101.80mm,該位置所對應的葉片工作部分的弦長為175.85mm、安裝角為54.86°、型線最大厚度為10.69mm、距出氣邊距離為2mm處的出氣邊厚度為2.40mm、距進氣邊距離為2mm處的進氣邊厚度為1.73mm ；
[0010]葉片工作部分的截面號F-F的截面高度為131.40mm,該位置所對應的葉片工作部分的弦長為184.67mm、安裝角為49.16°、型線最大厚度為9.07mm、距出氣邊距離為2mm處的出氣邊厚度為1.89mm、距進氣邊距離為2mm處的進氣邊厚度為1.44mm ；
[0011]葉片工作部分的截面號G-G的截面高度為161.00mm，該位置所對應的葉片工作部分的弦長為192.20mm、安裝角為45.97°、型線最大厚度為6.74mm、距出氣邊距離為2mm處的出氣邊厚度為1.56mm、距進氣邊距離為2mm處的進氣邊厚度為1.32mm ；
[0012]葉片工作部分的截面號H-H的截面高度為190.60mm,該位置所對應的葉片工作部分的弦長為199.43mm、安裝角為43.56°、型線最大厚度為5.90mm、距出氣邊距離為2mm處的出氣邊厚度為1.42mm、距進氣邊距離為2mm處的進氣邊厚度為1.22mm ；
[0013]葉片工作部分的截面號1-1的截面高度為220.20mm，該位置所對應的葉片工作部分的弦長為206.71mm、安裝角為41.00°、型線最大厚度為5.11mm、距出氣邊距離為2mm處的出氣邊厚度為1.28mm、距進氣邊距離為2mm處的進氣邊厚度為1.24mm ；
[0014]葉片工作部分的截面號J-J的截面高度為249.90mm,該位置所對應的葉片工作部分的弦長為214.08mm、安裝角為38.07°、型線最大厚度為4.87mm、距出氣邊距離為2mm處的出氣邊厚度為1.27mm、距進氣邊距離為2mm處的進氣邊厚度為1.14mm ；
[0015]葉片工作部分的截面號K-K的截面高度為279.40mm,該位置所對應的葉片工作部分的弦長b為222.29mm、安裝角為34.85°、型線最大厚度為4.58mm、距出氣邊距離為2mm處的出氣邊厚度為1.27mm、距進氣邊距離為2mm處的進氣邊厚度為1.20mm ；
[0016]葉片工作部分的截面號L-L的截面高度為309.0Omm,該位置所對應的葉片工作部分的弦長為229.80mm、安裝角為31.57°、型線最大厚度為4.70mm、距出氣邊距離為2mm處的出氣邊厚度為1.15mm、距進氣邊距離為2mm處的進氣邊厚度為1.14mm。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明是在以一維/準三維/全三維氣動、熱力分析計算該低壓首級動葉片的全三維設計，計算精度高，使得本發(fā)明的低壓首級動葉片安全性和高效性有機結合，保證了低壓首級動葉片變工況下能安全高效運行，增加了葉片的穩(wěn)定性，提高了葉片工作效率，葉片工作效率相比現(xiàn)有的葉片工作效率提高了 3個百分點；本發(fā)明的葉片延長了使用壽命，本發(fā)明的葉片的使用壽命相比現(xiàn)有的使用壽命延長了 40%?60%。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的主視圖(圖中P為進氣邊，n為出氣邊)，圖2是圖1的左視圖，圖3是圖1的俯視圖(圖中X代表葉片工作部分二維坐標X軸，Y代表葉片工作部分二維坐標Y軸)，圖4是葉片型線部分各截面斷層疊合示意圖(圖中X代表葉片工作部分二維坐標X軸，Y代表葉片工作部分二維坐標Y軸)，圖5是葉片工作部分顯示葉型參數b、P、D2、D1、
6、L2、L1的示意圖(圖中X代表葉片工作部分二維坐標X軸，Y代表葉片工作部分二維坐標Y軸)。
【具體實施方式】
[0019]【具體實施方式】一:結合圖1?圖5說明本實施方式，本實施方式的一種燃氣輪機用壓氣機的低壓首級動葉片由葉片工作部分I和葉根2組成，葉片工作部分I和葉根2由上到下制成一體，葉片工作部分I為變截面扭葉片，沿葉片高度截面形狀不同，截面積由根部至頂部逐漸減小，相鄰兩截面間有相對扭轉，其特征在于:葉片工作部分I從根部至頂部的截面的幾何數據:截面號A-A至截面號L-L的截面高度h為12.90?309.0Omm,弦長b為158.87?229.80mm,安裝角P為86.37°?31.57。，型線最大厚度S為14.20?4.70mm,距出氣邊距離LI為2mm處的出氣邊厚度Dl為3.26?1.15mm，距進氣邊距離L2為2mm處的進氣邊厚度D2為2.36?1.14mm,葉片工作部分的高度LO為270.42mm ；
[0020]葉片工作部分I的截面號A-A的截面高度h為12.90mm，該位置所對應的葉片工作部分I的弦長b為158.87mm、安裝角P為86.37°、型線最大厚度S為14.20mm、距出氣邊距離LI為2mm處的出氣邊厚度Dl為3.26mm、距進氣邊距離L2為2mm處的進氣邊厚度D2為 2.36mm ;
[0021]葉片工作部分I的截面號B-B的截面高度h為33.70mm,該位置所對應的葉片工作部分I的弦長b為161.01mm、安裝角@為77.31°、型線最大厚度5為14.12mm、距出氣邊距離LI為2mm處的出氣邊厚度Dl為3.12mm、距進氣邊距離L2為2mm處的進氣邊厚度D2為 2.37mm ;
[0022]葉片工作部分I的截面號C-C的截面高度h為48.40mm,該位置所對應的葉片工作部分I的弦長b為163.67mm、安裝角P為71.71°、型線最大厚度S為13.75mm、距出氣邊距離LI為2mm處的出氣邊厚度Dl為2.99mm、距進氣邊距離L2為2mm處的進氣邊厚度D2為 2.36mm ;
[0023]葉片工作部分I的截面號D-D的截面高度h為71.1Omm,該位置所對應的葉片工作部分I的弦長b為169.38mm、安裝角P為63.79°、型線最大厚度S為12.29mm、距出氣邊距離LI為2mm處的出氣邊厚度Dl為2.67mm、距進氣邊距離L2為2mm處的進氣邊厚度D2為 2.27mm ;
[0024]葉片工作部分I的截面號E-E的截面高度h為101.80mm,該位置所對應的葉片工作部分I的弦長b為175.85mm、安裝角P為54.86°、型線最大厚度S為10.69mm、距出氣邊距離LI為2mm處的出氣邊厚度Dl為2.40mm、距進氣邊距離L2為2mm處的進氣邊厚度D2 為 1.73mm ;
[0025]葉片工作部分I的截面號F-F的截面高度h為131.40mm,該位置所對應的葉片工作部分I的弦長b為184.67mm、安裝角P為49.16°、型線最大厚度S為9.07mm、距出氣邊距離LI為2mm處的出氣邊厚度Dl為1.89mm、距進氣邊距離L2為2mm處的進氣邊厚度D2 為 1.44mm ;
[0026]葉片工作部分I的截面號G-G的截面高度h為161.0Omm,該位置所對應的葉片工作部分I的弦長b為192.20mm、安裝角P為45.97°、型線最大厚度S為6.74mm、距出氣邊距離LI為2mm處的出氣邊厚度Dl為1.56mm、距進氣邊距離L2為2mm處的進氣邊厚度D2 為 1.32mm ;
[0027]葉片工作部分I的截面號H-H的截面高度h為190.60mm,該位置所對應的葉片工作部分I的弦長b為199.43mm、安裝角P為43.56°、型線最大厚度S為5.90mm、距出氣邊距離LI為2mm處的出氣邊厚度Dl為1.42mm、距進氣邊距離L2為2mm處的進氣邊厚度D2 為 1.22mm ;
[0028]葉片工作部分I的截面號1-1的截面高度h為220.20mm,該位置所對應的葉片工作部分I的弦長b為206.71mm、安裝角P為41.00°、型線最大厚度S為5.11mm、距出氣邊距離LI為2mm處的出氣邊厚度Dl為1.28mm、距進氣邊距離L2為2mm處的進氣邊厚度D2 為 1.24mm ；
[0029]葉片工作部分I的截面號J-J的截面高度h為249.90mm,該位置所對應的葉片工作部分I的弦長b為214.08mm、安裝角P為38.07°、型線最大厚度S為4.87mm、距出氣邊距離LI為2mm處的出氣邊厚度Dl為1.27mm、距進氣邊距離L2為2mm處的進氣邊厚度D2 為 1.14mm ;
[0030]葉片工作部分I的截面號K-K的截面高度h為279.40mm,該位置所對應的葉片工作部分I的弦長b為222.29mm、安裝角P為34.85°、型線最大厚度5為4.58mm、距出氣邊距離LI為2mm處的出氣邊厚度Dl為1.27mm、距進氣邊距離L2為2mm處的進氣邊厚度D2 為 1.20mm ；
[0031]葉片工作部分I的截面號L-L的截面高度h為309.0Omm,該位置所對應的葉片工作部分I的弦長b為229.80mm、安裝角P為31.57°、型線最大厚度S為4.70mm、距出氣邊距離LI為2mm處的出氣邊厚度Dl為1.15mm，距進氣邊距離L2為2mm處的進氣邊厚度D2為1.14mm。如此設計，能保證葉片的最佳受力狀態(tài)，并避免在葉根各齒根部和承載面出現(xiàn)應力峰值。本實施方式采用上述結構參數，在保證葉片的外形結構尺寸滿足設計要求的同時，還可使葉片容易裝配。本實施方式中定義葉根截面M-N為基準面。
[0032]本實施方式用于功率為20麗?30麗的燃氣輪機的壓氣機中，該壓氣機的轉速為7000 ?8000 轉 / 分。
[0033]【具體實施方式】二:結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式的葉根2為齒型葉根。如此設置，這種結構使葉片能牢固地裝入輪緣，便于軸向裝入輪槽，安全可靠。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一相同。
[0034]【具體實施方式】三:結合圖1和圖3說明本實施方式，本實施方式的葉根2的寬度W為165.0Omm,葉根2的總寬度Wl為197.00mm。本實施方式的葉根總寬度為葉根寬度與鎖緊伸出端之和。如此設置，這種結構使葉片能牢固地裝入輪緣，便于軸向裝入輪槽，這樣的尺寸承載面積大，安全可靠。其它組成及連接關系與【具體實施方式】二相同。
[0035]【具體實施方式】四:結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式的葉根2的基準高度k為12.80mm,葉根2的高度kl為41.18mm。如此設置，這種結構使葉片能牢固地裝入輪緣，承載面積大、安全可靠，本實施方式的葉根基準高度的數值取絕對值為正數。其它組成及連接關系與【具體實施方式】二相同。
【權利要求】
1.一種燃氣輪機用壓氣機的低壓首級動葉片，其特征在于:它由葉片工作部分(I)和葉根(2)組成，葉片工作部分(I)和葉根(2)由上到下制成一體，葉片工作部分(I)為變截面扭葉片，沿葉片高度截面形狀不同，截面積由根部至頂部逐漸減小，相鄰兩截面間有相對扭轉，其特征在于:葉片工作部分(I)從根部至頂部的截面的幾何數據:截面號A-A至截面號L-L的截面高度(h)為12.90~309.0Omm,弦長(b)為158.87~229.80mm,安裝角(3 )為86.37°~31.57°，型線最大厚度(S )為14.20~4.70_，距出氣邊距離(LI)為2_處的出氣邊厚度(Dl)為3.26~1.15mm，距進氣邊距離(L2)為2mm處的進氣邊厚度(D2)為2.36~1.14mm,葉片工作部分的高度(LO)為270.42mm ； 葉片工作部分(I)的截面號A-A的截面高度(h)為12.90_，該位置所對應的葉片工作部分(I)的弦長(b)為158.87mm、安裝角(P)為86.37°、型線最大厚度(S )為14.20mm、距出氣邊距離(LI)為2mm處的出氣邊厚度(Dl)為3.26mm、距進氣邊距離(L2)為2mm處的進氣邊厚度(D2)為2.36mm ； 葉片工作部分(I)的截面號B-B的截面高度(h)為33.70mm，該位置所對應的葉片工作部分(I)的弦長(b)為161.01mm、安裝角(P)為77.31。、型線最大厚度(S )為14.12mm、距出氣邊距離(LI)為2mm處的出氣邊厚度(Dl)為3.12mm、距進氣邊距離(L2)為2mm處的進氣邊厚度(D2)為2.37mm ； 葉片工作部分(I)的截面號C-C的截面高度(h)為48.40mm，該位置所對應的葉片工作部分(I)的弦長(b)為163.67mm、安裝角(旦)% 71.71°、型線最大厚度(S )為13.75mm、距出氣邊距離(LI)為2mm處的出氣邊厚度(Dl)為2.99mm、距進氣邊距離(L2)為2mm處的進氣邊厚度(D2)為2.36mm ； 葉片工作部分⑴的截面號D-D的截面高度(h)為71.10mm，該位置所對應的葉片工作部分⑴的弦長(b)為169.38mm、安裝角(P )為63.79°、型線最大厚度(S )為12.29mm、距出氣邊距離(LI)為2mm處的出氣邊厚度(Dl)為2.67mm、距進氣邊距離(L2)為2mm處的進氣邊厚度(D2)為2.27mm ； 葉片工作部分(I)的截面號E-E的截面高度(h)為101.80mm，該位置所對應的葉片工作部分⑴的弦長(b)為175.85mm、安裝角((6)為54.86°、型線最大厚度(S)為.10.69mm、距出氣邊距離(LI)為2mm處的出氣邊厚度(Dl)為2.40mm、距進氣邊距離(L2)為.2mm處的進氣邊厚度(D2)為1.73mm ； 葉片工作部分(I)的截面號F-F的截面高度(h)為131.40_，該位置所對應的葉片工作部分⑴的弦長b為184.67mm、安裝角(P )為49.16°、型線最大厚度(S )為9.07mm、距出氣邊距離(LI)為2mm處的出氣邊厚度(Dl)為1.89mm、距進氣邊距離(L2)為2mm處的進氣邊厚度(D2)為1.44mm ； 葉片工作部分(I)的截面號G-G的截面高度(h)為161.00mm，該位置所對應的葉片工作部分(I)的弦長(b)為192.20_、安裝角(P)為45.97°、型線最大厚度(S )為6.74_、距出氣邊距離(LI)為2mm處的出氣邊厚度(Dl)為1.56mm、距進氣邊距離(L2)為2mm處的進氣邊厚度(D2)為1.32mm ； 葉片工作部分(I)的截面號H-H的截面高度(h)為190.60mm，該位置所對應的葉片工作部分(I)的弦長(b)為199.43mm、安裝角(P)為43.56°、型線最大厚度(S )為5.90mm、距出氣邊距離(LI)為2mm處的出氣邊厚度(Dl)為1.42mm、距進氣邊距離(L2)為2mm處的進氣邊厚度(D2)為1.22mm ； 葉片工作部分(I)的截面號1-1的截面高度(h)為220.20_，該位置所對應的葉片工作部分⑴的弦長(b)為206.71mm、安裝角(P )為41.00°、型線最大厚度(S )為5.11mm、距出氣邊距離(LI)為2mm處的出氣邊厚度(Dl)為1.28mm、距進氣邊距離(L2)為2mm處的進氣邊厚度(D2)為1.24mm ； 葉片工作部分(I)的截面號J-J的截面高度(h)為249.90mm，該位置所對應的葉片工作部分(I)的弦長(b)為214.08mm、安裝角(3 )為38.07。、型線最大厚度(S )為4.87mm、距出氣邊距離(LI)為2mm處的出氣邊厚度(Dl)為1.27mm、距進氣邊距離(L2)為2mm處的進氣邊厚度(D2)為1.14mm ； 葉片工作部分(I)的截面號K-K的截面高度(h)為279.40_，該位置所對應的葉片工作部分(I)的弦長(b)為222.29_、安裝角(P )為34.85°、型線最大厚度(S )為4.58mm,距出氣邊距離(LI)為2mm處的出氣邊厚度(Dl)為1.27mm、距進氣邊距離(L2)為2mm處的進氣邊厚度(D2)為1.20mm ； 葉片工作部分(I)的截面號L-L的截面高度(h)為309.00_，該位置所對應的葉片工作部分⑴的弦長(b)為229.80mm、安裝角(P )為31.57°、型線最大厚度(S )為4.70mm、距出氣邊距離(LI)為2mm處的出氣邊厚度(Dl)為1.15mm、距進氣邊距離(L2)為2mm處的進氣邊厚度(D2)為1.14mm。
2.根據權利要求1所述一種燃 氣輪機用壓氣機的低壓首級動葉片，其特征在于:葉根(2)為齒型葉根。
3.根據權利要求2所述一種燃氣輪機用壓氣機的低壓首級動葉片，其特征在于:葉根(2)的寬度(W)為165.00mm，葉根(2)的總寬度(Wl)為197.00mm。
4.根據權利要求2所述一種燃氣輪機用壓氣機的低壓首級動葉片，其特征在于:葉根(2)的基準高度(k)為12.80mm,葉根(2)的高度(kl)為41.18mm。
【文檔編號】F04D29/38GK103498813SQ201310193894
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年5月23日 優(yōu)先權日:2013年5月23日
【發(fā)明者】張宏濤, 李宇峰, 張成義, 王玲, 馮永志, 史秋, 張春梅, 趙俊明, 趙之青 申請人:哈爾濱汽輪機廠有限責任公司