分析叶片轴技术在燃机维护中的运用.doc
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航空发动机叶片关键技术发展现状分析航空发动机叶片是航空发动机的重要组成部分,直接影响着发动机的性能和效率。
随着航空工业的不断发展,对于航空发动机叶片的要求也越来越高,因此其关键技术的发展成为了航空发动机领域的热点之一。
本文将对航空发动机叶片关键技术的发展现状进行分析,并展望未来的发展方向。
一、材料技术航空发动机叶片的材料是决定其性能的关键。
在过去,镍基高温合金一直是航空发动机叶片的主要材料,因为其具有良好的高温强度和抗氧化性能。
随着航空发动机工作温度的不断提高,传统的镍基高温合金已经不能满足发动机叶片的性能要求。
人们开始研发新型的高温合金材料,如含铱的单晶高温合金、含有强化相的高温合金等。
这些新材料具有更高的工作温度和良好的高温强度,能够更好地适应发动机叶片的工作环境。
除了材料的改进,还有一些新型材料的应用也在不断推进,比如碳纤维复合材料。
碳纤维复合材料具有优异的高温强度、轻质化和抗腐蚀等性能,逐渐成为航空发动机叶片的新材料选择。
碳纤维复合材料的成型工艺、连接方式、性能预测等方面的技术问题还有待解决,需要进一步的研究和发展。
二、制造技术航空发动机叶片的制造技术一直是航空工业发展的重要方向之一。
传统的叶片制造采用的是铸造和数控加工工艺,虽然能够满足一定的叶片质量和形状要求,但在材料利用率、制造周期、成本和精度等方面还存在着一定的不足。
近年来,随着增材制造技术的逐渐成熟,人们开始尝试使用增材制造技术来制造航空发动机叶片。
增材制造技术可以实现对叶片内部结构的优化设计,提高材料的利用率;同时可以实现叶片的快速制造,减少制造周期和成本。
目前,增材制造技术在航空发动机叶片制造领域的应用还处于起步阶段,但其潜力巨大,未来有望成为叶片制造的重要技术。
在叶片表面处理方面,热障涂层技术一直是航空发动机叶片的重要技术之一。
热障涂层不仅可以提高叶片的抗氧化性能,增加寿命,还可以降低叶片的工作温度,提高发动机的热效率。
目前,随着热障涂层技术的不断发展,新型的多层复合热障涂层、纳米涂层等新技术不断出现,为航空发动机叶片的表面处理提供了更多的选择。
分析叶片轴技术在燃机维护中的运用燃气轮机是天然气输送的主要动力设备之一,在天然气长输管道增压中应用较广。
燃气轮机周期保养工作一般由用户组织人员在现场完成,大中修(航改型燃气轮机25000h为中修,50000h为大修;工业轻型燃气轮机30000h为大修)一般返回制造厂由原始设备制造商(OEM)完成,可以根据实际情况选择零部件的损坏、更新和修复方式。
以某压气站Taurus70燃机的一次事故维修为例,介绍燃机现场维修叶片排序配平方法以及轴对中关键技术,以期为燃机现场维修提供指导。
1Taurus70燃机主体结构与故障描述Taurus70燃气轮机由美国索拉公司生产,设计功率7MW,主体结构为:14级压气机叶片(其中包括4级可调静叶)、环形燃烧室、2级燃气涡轮和2级动力涡轮(图1)。
机组以气动方式启动,起动机为蜗杆式气动马达。
附属齿轮箱位于进气侧的轴端,安装有气动马达和主滑油泵。
润滑油系统由两台油泵(主滑油泵和辅助滑油泵)及辅助管路组成,辅助滑油泵主要为泵体起动和紧急停机提供润滑油,由不间断电源(UPS)供电。
除启动系统和润滑油系统外,还包括燃料气系统、空气系统、控制系统和消防系统等。
某压气站Taurus70燃机燃料气中含有重烃组分,出现故障时,1级涡轮静子叶片部分烧蚀,1级涡轮转子叶片全部轻微烧蚀,燃机压气机状态完好。
由于更换受损的热部件不会对转子动平衡产生太大影响,而且现场需要尽快恢复生产,因此,决定由OEM厂商提供专用工具并派专业工程师现场更换受损部件。
2叶片配平技术概述由于燃机不同叶片之间存在质量差异,且各个叶片的质心位置不完全相同,如果不重新排序而仅仅更换叶片,将会破坏涡轮盘的平衡状态而出现不平衡量。
较大的不平衡量会引起机组振动,当振动超过一定范围时,不仅会使燃气轮机紧固件松脱、失效,而且还会诱发各种受力零部件的疲劳损伤,甚至发生疲劳断裂,直接影响燃机的工作可靠性和使用寿命。
因此,在安装或更换叶片过程中,需要改变叶片在涡轮盘上的排列顺序,调整转子质量分布,将不平衡量控制在最小范围内,该过程叫做叶片配平。
燃机电厂燃气轮机叶片修复技术研究与实践燃机电厂燃气轮机叶片修复技术研究与实践随着能源需求的不断增长,燃机电厂在电力生产中扮演着重要的角色。
而燃气轮机作为关键设备之一,其叶片的正常运行对于电厂的高效稳定运行至关重要。
然而,由于长期高温高压工作环境,叶片发生磨损、腐蚀、疲劳等问题是不可避免的。
因此,燃气轮机叶片修复技术的研究与实践具有重要的现实意义和发展前景。
一、燃气轮机叶片的磨损问题及其修复方案燃气轮机叶片由于长期高温高压工作环境的影响,容易出现磨损现象。
常见的磨损形式有表面磨损、边缘磨损和背面磨损等。
为了解决这些问题,研究人员提出了多种修复方案。
1. 表面喷涂修复技术表面喷涂修复技术是一种常见的叶片磨损修复方法,其主要通过在叶片表面喷涂陶瓷材料或高温合金材料来提高叶片的耐磨性和耐腐蚀性。
这种修复方法不仅能够修复叶片表面的磨损,还可以提高叶片的使用寿命和性能。
2. 激光熔覆修复技术激光熔覆修复技术采用激光束对叶片表面进行高温熔化,然后将金属粉末喷射到受损区域,通过熔覆和复合作用形成新的覆层。
这种修复方法不仅能够修复磨损叶片的表面,还可以提高其抗腐蚀和抗疲劳性能。
3. 离子注入修复技术离子注入修复技术是利用离子束撞击叶片表面,将离子注入叶片内部,从而改变叶片材料的化学成分和物理性能。
这种修复方法可以提高叶片的硬度、耐腐蚀性和耐磨性,有效延长叶片的使用寿命。
二、燃气轮机叶片腐蚀问题及其修复方案除了磨损问题,燃气轮机叶片还容易受到各种化学气体的腐蚀影响。
常见的腐蚀形式有氧化腐蚀、硫化腐蚀和氯化腐蚀等。
为了解决这些问题,研究人员也提出了多种腐蚀修复方案。
1. 阻隔涂层修复技术阻隔涂层修复技术是一种常见的叶片腐蚀修复方法,其主要通过在叶片表面涂覆耐腐蚀性强的涂层,阻隔进一步的腐蚀发生。
这种修复方法不仅能够修复叶片的腐蚀损伤,还可以提高叶片的腐蚀抵抗能力。
2. 化学溶液修复技术化学溶液修复技术利用特定的化学溶液对叶片表面进行腐蚀清理,去除叶片表面的腐蚀产物和氧化层,恢复叶片的原始材料表面。
燃气轮机压气机叶片重点制造技术的研究的开题报告一、研究背景燃气轮机作为一种高效、可靠、使用方便的机械设备,已经得到了广泛的应用。
其中压气机作为燃气轮机中的关键部件,其性能直接影响着燃气轮机的工作效率和经济性。
压气机叶片作为压气机中极为关键的部件,是进行气体压缩和加速进入燃烧室的重要组成部分,直接参与了燃气轮机能量转换过程。
因此,如何研究燃气轮机压气机叶片的制造技术,不仅可提高燃气轮机的运行效率,而且对国家的能源领域具有很好的推动作用。
二、研究目标本项目旨在研究燃气轮机压气机叶片制造技术的关键问题,包括叶片材料、叶片表面质量等,以提高叶片的性能和制造质量。
具体研究目标如下:1. 研究各种材料的机械性能,选择适合压气机叶片的材料。
2. 探究叶片的表面处理方法,提高叶片表面质量和润滑性能。
3. 确定适合叶片制造的工艺流程和制造工艺。
三、研究内容1. 叶片材料的研究本项目将针对目前常见的压气机叶片材料进行研究,主要包括钛合金、铝合金和镍基合金等。
通过比较这些材料的机械性能、耐腐蚀性和耐高温性等指标,选择适合压气机叶片的材料,并在此基础上研究其加工工艺。
2. 叶片表面处理方法的研究在燃气轮机工作环境中,叶片的表面容易受到磨损、腐蚀和高温等因素的影响,因此要提高叶片的表面质量,延长叶片的使用寿命。
本项目将研究不同的叶片表面处理方法,包括阳极处理、电火花加工和化学氧化等方法,探究它们对叶片表面质量和润滑特性的影响。
3. 制造工艺的研究本项目还将研究适合压气机叶片制造的工艺流程和制造工艺。
根据叶片的材料、形状和表面要求等因素,探究叶片的加工、成型、热处理和表面处理等各个环节的优化方案,并制定应用该技术的生产工艺流程。
四、研究意义本项目的研究将有重要的理论意义和实际应用价值:1. 研究不同材料的机械性能,有助于提高压气机叶片的材料性能和寿命,降低生产成本。
2. 研究叶片表面处理方法,有助于提高叶片表面质量和润滑特性,延长叶片寿命,同时减少燃气轮机能耗、增加燃气轮机电站的供电量。
燃气轮机叶片失效分析及检验探讨摘要:燃气轮机叶片是燃气轮机的重要部件,可以说是燃气轮机的“心脏”,在燃气轮机的正常工作系统中发挥了不可或缺的作用。
因为燃气轮机工作是靠燃料在燃烧室中产生的高温气体去吹动涡轮,类似风车,所以如果燃气轮机叶片出现故障无法正常运转,肯定会造成一些安全问题。
因此,对于能够造成燃气轮机叶片失效的原因进行分析,同时对其相关的制造工艺及安装的检验也是非常必要的,这样才能更好的保障燃气轮机叶片的有效性,以及燃气轮机的正常运行,从而减少安全隐患。
所以文中将重点阐述分析燃气轮机叶片失效的原因,以及相关的检验方法,希望为将来有关方面带来一定的帮助。
关键词:燃气轮机叶片;失效分析;检验技术燃气轮机是一种先进而复杂的成套动力机械装备,具有效率高、功率大、体积小投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。
主要用于发电、交通和工业力。
例如用于飞机,轮船,坦克,汽车,发电,大型驱动装置,比如前段时间说的日本排水系统的水泵驱动,还有天然气输送站的升压装置等多个领域。
然而燃气轮机的主要部位是燃气轮机叶片,所以对于叶片失效的分析及检验就起到了至关重要的作用。
但是目前由于多方面的原因,我国燃气轮机同国际先进水平相比仍存在很大差距,其技术仅被世界上少数几个发达国家所控制,先进的燃气轮机在西方国家仍然限制对华出口。
因此,研究燃气轮机叶片失效的分析以及检验就很有必要。
1燃气轮机叶片的重要作用及工作环境1.1燃气轮机叶片的重要作用从燃气轮机的组成来看,在由压气机、燃烧室和涡轮三大部件组成的燃气涡轮发动机当中,压气机和涡轮都是由转子和静子构成,然而静子又是由内、外机匣和导向(整流)叶片构成;转子则是由叶片盘、轴及轴承构成,其中叶片数量最多。
所以说光从组成上来看的话,叶片在其结构组成上占有很大一部分的比例,也起到了不可或缺的作用。
那从工作原理上来看,发动机就是依靠这众多的叶片完成对气体的压缩和膨胀以及以最高的效率产生强大的动力来推动飞机前进的工作。
燃气轮机发电机组轴系对中技术研究在现代工业的心脏——发电站内,燃气轮机如同一位精确无误的指挥家,其轴系的对中技术则是确保乐章完美演绎的关键所在。
这项技术的重要性不言而喻,它关乎着整个机组的稳定运行和效率最大化。
首先,让我们来探讨轴系对中技术的核心地位。
在高速旋转的机械世界中,每一微米的偏差都可能引发灾难性的后果。
轴系对中,就像是给这些精密部件穿上了合身的“定制西装”,确保它们在高速运转时既不会相互摩擦造成损伤,也不会因为不平衡而产生额外的振动和噪音。
这种技术的精确度,就像是用尺子量出的毫米,用天平称出的毫克,一丝不苟。
然而,实现这一精确度并非易事。
技术人员必须像侦探一样,对每一个可能影响对中的微小因素进行排查和分析。
温度变化、材料老化、甚至是地球的自转都可能成为干扰因素。
这就像是在风中点燃一支蜡烛,需要极其细致和耐心的工作才能保持火焰的稳定。
接下来,我们不得不提的是轴系对中技术对于提高发电效率的贡献。
一个精确对中的轴系,就像是一条畅通无阻的高速公路,让能量在其中自由流动,几乎没有损耗。
这不仅提高了发电效率,还降低了维护成本,延长了设备的使用寿命。
可以说,它是提升经济效益的重要推手。
然而,这项技术的推广和应用并非没有障碍。
首先是成本问题,高精度的设备和专业的技术人员都需要大量的投入。
其次是技术普及程度,许多发电站可能还没有意识到轴系对中技术的重要性,或者是缺乏相关的技术支持。
因此,我们需要更多的宣传和教育工作,让更多的人认识到这项技术的价值。
最后,我们必须强调的是,轴系对中技术的研究是一个永无止境的过程。
随着科技的发展和新材料的应用,今天的最优解可能明天就会过时。
因此,持续的研究和创新是推动这项技术进步的关键。
我们需要像攀登者一样,不断向上,永不满足。
综上所述,燃气轮机发电机组轴系对中技术是一项至关重要的技术,它关系到发电站的安全、稳定和效率。
我们必须给予足够的重视,投入必要的资源,不断提高技术水平,以确保我们的工业之心跳得更加健康、更有力。
燃机电厂燃气轮机叶片冷却技术研究与实践燃机电厂燃气轮机叶片冷却技术研究与实践随着能源需求的不断增长和环境保护的要求日益严格,燃机电厂作为一种高效、清洁能源发电装置得到了广泛应用。
而其中核心部件之一,燃气轮机的叶片冷却技术对于其稳定运行和寿命延长起着至关重要的作用。
本文将从燃气轮机叶片冷却的需求出发,探讨相关的技术研究与实践。
1. 叶片冷却的需求燃气轮机叶片作为传动能量的关键部件,承受着高温高压气体的冲击和腐蚀。
因此,叶片冷却技术的应用迫在眉睫。
首先,叶片冷却可以降低金属材料的温度,提高叶片结构的强度和寿命。
其次,冷却过程可以减少叶片受热部位的热应力,降低材料的热疲劳。
此外,叶片冷却还能够减少叶片与气流的摩擦,降低能量损耗,提高燃气轮机的综合效率。
2. 叶片冷却技术的分类根据冷却介质的不同,燃气轮机叶片冷却技术可以分为内部冷却和外部冷却两种类型。
2.1 内部冷却技术内部冷却技术主要是利用冷却气体通过叶片内部通道进行冷却的方法。
常用的内部冷却技术有对流冷却、冷凝冷却和换热器冷却等。
其中,对流冷却是通过冷却气体在叶片内部形成流动来实现冷却的目的。
冷凝冷却则是利用冷凝相变过程释放大量热量来冷却叶片。
换热器冷却则是通过与冷却介质进行热交换,将冷却介质的温度降低。
2.2 外部冷却技术外部冷却技术主要是利用冷却介质对叶片表面进行冷却的方法。
常用的外部冷却技术包括膜冷却、喷雾冷却和升压冷却等。
膜冷却是在叶片表面贴附一层薄膜,利用薄膜吸收热量并通过冷却介质传递热量来实现冷却效果。
喷雾冷却则是通过喷洒冷却介质在叶片表面形成薄膜,并通过蒸发吸收热量来冷却叶片。
升压冷却是利用气流的加速和膨胀效应,通过增加冷却空气的速度和压力来提高冷却效果。
3. 技术研究与实践案例为了提高燃机电厂燃气轮机叶片冷却技术的效果,相关的技术研究与实践也在不断进行。
3.1 空气膜冷却技术空气膜冷却技术是一种常用的外部冷却技术。
研究人员通过实验和数值模拟的方法,对空气膜冷却技术进行了系统的研究。
叶片配平及轴对中技术在燃机维修中的应用摘要:介绍了叶片配平及轴对中技术以及在燃机维修中的应用情况,叶片配平及轴对中应用存在的问题和注意事项,帮助维修人员在工作过程中总结经验,为今后维修工作的顺利开展提供参考。
关键词:叶片配平;轴对中技术;燃机维修引言燃气轮机具有功率密度大、热功转换效率高、噪声低频分量低等优点,被广泛应用于发电、航空、辅助动力等领域。
燃气轮机在全生命运行周期中,通常以等效运行小时作为检查、维修和零部件寿命的预测的重要依据,定期开展燃烧室、透平、整体检查。
燃机的定期维护保养由专人负责,一般情况下在生产现场完成。
现场实际检修维护过程中,叶片合理的装配顺序和轴对中是维修质量控制的关键环节,下面对燃气轮机发电机组的叶片装配顺序和轴对中环节开展论述。
一、叶片配平技术透平是燃气轮机的动力提取装置,叶片是透平转子的重要组成部分。
同一转子上的所有叶片都具相同的空气动力学形状,从而达到最佳效率。
叶片通过精密铸造制造,然后进行加工,最终定型的叶片要经过检查、称重并安装在转子上。
由于制造公差的原因,转子和叶片与公称重量均在偏差,而安装部件的重量偏差将直接影响转子的重心[1]。
在叶片装配过程中,转子平衡需要根据不平衡量进行检查,这对于控制机组的振动水平非常重要,更换叶片后如果不重新进行排序,将存在极大的可能性打破涡轮盘的原有平衡状态,增加不平衡量[2]。
伴随着不平衡量的增加,机组振动将进一步扩大,振动如果超出容许范围,会引起紧固件脱落,受力零部件疲劳、损伤、断裂等问题,缩短燃气轮机机组的运行寿命。
在转子的不平衡量超出容许范围内时,就需要改变叶片位置或调整配重,可以实现转子的整体平衡,但随着可能装配序列空间的增大,搜索最优序列的难度增大,难以穷尽搜索,且难以在短时间内获得相对最优的装配序列。
研究人员在解决ASP优化问题方面取得了显著的成果,但仍有一些问题亟待解决。
其中一个主要问题是难以在短时间内获得相对最优的装配序列。
燃气轮机叶片制造技术摘要:叶片是燃气轮机中极为重要的零件,其质量的好坏对燃机整体性能和使用安全有重要的影响。
本文以燃气轮机压气机叶片为例,针对燃机压气机叶片生产中存在的加工质量不稳定等问题,以压气机叶片加工的几个关键环节(榫头压力面和型面数控加工工艺)为突破口,通过对该类叶片材料、结构特性的分析,从毛坯的控制、刀具材料的选择、切削参数及走刀方式的设置、工装夹具的设计思路等多个方面进行研究,以提高燃机压气机叶片的合格率和加工效率。
关键词:燃气轮机压气机叶片榫头型面叶盆叶背1燃气轮机压气机叶片榫头难点加工技术1.1 压气机叶片榫头特性分析压气机转子叶片榫头以燕尾形榫头为主,静子叶片中也有一部分是方榫头。
转子叶片通过榫头与轮盘外缘的榫槽相连,起到将作用在叶身上的载荷传到轮盘上的作用;静子叶片则通过榫头与压气机机匣或环相连,改变气流方向。
榫头与榫槽之间的配合可以是过渡配合,也可以是小间隙配合。
由于在工作时叶片上受到巨大的离心力、气动力和振动等载荷,为确保在连接处有足够的强度和适宜的刚性、稳定性,叶片整体的强度以及和轮盘的配合是非常重要的。
为保证榫头和榫槽间的配合关系,榫头的精度,特别是装配处榫头压力面的精度要求很高,面轮廓度公差在±0.015mm左右,还有严格的角度公差限制。
同时叶片榫头作为叶身型面加工和检测的基准,榫头的质量直接决定了叶身型面加工的质量和叶片最终的性能。
1.2 榫头难点加工工艺分析相对于方形榫头,燕尾形榫头型面更复杂,精度要求也更高,切削性也较差,从质量上较难控制。
此文重点对燕尾形榫头进行分析。
在榫头加工中,压力面的加工既是重点也是难点。
因为压力面是叶片装配面的设计基准,型面的加工和检测是通过压力面定位来实现的,压力面质量的好坏直接影响到叶片的质量;同时压力面精度要求高、涉及尺寸多、形状相对复杂、切削加工性不好、不易检测等。
在榫头压力面的精加工过程中,存在叶盆、叶背余量不易控制的问题,因为叶盆、叶背、进、排气边余量分布不均,给后续的叶型加工造成很大的困难。
重型燃机维修:关键步骤和策略重型燃机维修经验与方法一、引言重型燃机是一种广泛应用于电力、工业和航空领域的燃气轮机,其性能和质量直接关系到相关行业的运行效率和安全性。
然而,随着设备老化、操作不当或环境因素的影响,燃机的部件可能会发生故障或损坏,影响其正常运行。
因此,本报告将探讨重型燃机的维修经验和方法,重点关注透平叶片和燃烧室的维修。
二、透平叶片维修透平叶片是燃机的重要部件之一,其作用是将热能转化为机械能,推动转子转动。
由于长时间处于高温、高压和腐蚀性环境下,透平叶片容易出现磨损、变形或断裂等问题。
以下是透平叶片的维修方法:1.定期检查:制定定期检查计划,包括外观检查、叶片表面损伤程度检查以及叶片的间隙和振动等参数的测量。
对于发现的问题,及时进行维修或更换。
2.清洗与去污:使用专用的清洗剂和工具,清除叶片表面的沉积物和锈迹,以减少腐蚀和磨损。
3.修复与更换:对于磨损、变形或断裂的叶片,根据情况进行修复或更换。
修复方法包括机械加工、焊接、激光熔覆等。
更换时需要注意叶片的材质、尺寸和安装位置等。
4.预防性维护:通过涂抹防护涂层、添加润滑剂等方式,减少叶片的腐蚀和磨损。
同时,合理调整叶片的工作参数,避免超负荷运行。
三、燃烧室维修燃烧室是燃机的核心部件之一,其作用是混合燃料和空气并点燃,产生高温高压的燃气。
燃烧室容易出现的问题包括燃烧不充分、结垢、腐蚀和漏油等。
以下是燃烧室的维修方法:1.定期检查:定期对燃烧室进行检查,包括外观检查、内部构件损伤程度检查以及运行参数的测量等。
对于发现的问题,及时进行维修或更换。
2.清洗与去污:使用专用的清洗剂和工具,清除燃烧室内部的沉积物和锈迹,以减少腐蚀和磨损。
同时,对于结垢严重的部位,可以使用化学方法进行清洗。
3.修复与更换:对于磨损、腐蚀或断裂的内部构件,根据情况进行修复或更换。
修复方法包括打磨、焊接、更换等。
更换时需要注意构件的材质、尺寸和安装位置等。
4.预防性维护:通过定期更换燃油滤清器、清洗喷嘴、添加润滑剂等方式,减少燃烧室的腐蚀和磨损。
分析叶片轴技术在燃机维护中的运用燃气轮机是天然气输送的主要动力设备之一,在天然气长输管道增压中应用较广。
燃气轮机周期保养工作一般由用户组织人员在现场完成,大中修(航改型燃气轮机25000h为中修,50000h 为大修;工业轻型燃气轮机30000h为大修)一般返回制造厂由原始设备制造商(OEM)完成,可以根据实际情况选择零部件的损坏、更新和修复方式。
以某压气站Taurus70燃机的一次事故维修为例,介绍燃机现场维修叶片排序配平方法以及轴对中关键技术,以期为燃机现场维修提供指导。
1Taurus70燃机主体结构与故障描述Taurus70燃气轮机由美国索拉公司生产,设计功率7MW,主体结构为:14级压气机叶片(其中包括4级可调静叶)、环形燃烧室、2级燃气涡轮和2级动力涡轮(图1)。
机组以气动方式启动,起动机为蜗杆式气动马达。
附属齿轮箱位于进气侧的轴端,安装有气动马达和主滑油泵。
润滑油系统由两台油泵(主滑油泵和辅助滑油泵)及辅助管路组成,辅助滑油泵主要为泵体起动和紧急停机提供润滑油,由不间断电源(UPS)供电。
除启动系统和润滑油系统外,还包括燃料气系统、空气系统、控制系统和消防系统等。
某压气站Taurus70燃机燃料气中含有重烃组分,出现故障时,1级涡轮静子叶片部分烧蚀,1级涡轮转子叶片全部轻微烧蚀,燃机压气机状态完好。
由于更换受损的热部件不会对转子动平衡产生太大影响,而且现场需要尽快恢复生产,因此,决定由OEM厂商提供专用工具并派专业工程师现场更换受损部件。
2叶片配平技术2.1概述由于燃机不同叶片之间存在质量差异,且各个叶片的质心位置不完全相同,如果不重新排序而仅仅更换叶片,将会破坏涡轮盘的平衡状态而出现不平衡量。
较大的不平衡量会引起机组振动,当振动超过一定范围时,不仅会使燃气轮机紧固件松脱、失效,而且还会诱发各种受力零部件的疲劳损伤,甚至发生疲劳断裂,直接影响燃机的工作可靠性和使用寿命。
因此,在安装或更换叶片过程中,需要改变叶片在涡轮盘上的排列顺序,调整转子质量分布,将不平衡量控制在最小范围内,该过程叫做叶片配平。
通常情况下,叶片配平首先由计算机完成复杂的预排序过程,然后在动平衡机上进行试验验证,不平衡量满足要求时才可装配使用;或是将数据传真给生产厂家,由生产厂家通过计算机程序模拟计算后,提供叶片排序方案。
若不具备上述条件,则需要采取简易的人工排序方法。
人工排序方法既可用作确定平衡机上的初步试验方案,又可确定叶片的实际排序方案。
2.2方法假设燃机涡轮盘是平衡的,叶片配平方法主要有2种:简单排序法(如逆序插值法[1])和优化排序法[2]。
两种配平方法均采用尽量使所有叶片的总不平衡质量矩最小的原则。
实际上,涡轮盘的不平衡量一定存在,因此,为了确保结果的准确性,Taurus70现场维修更换涡轮转子叶片时,考虑了涡轮盘的不平衡量。
Taurus70燃机第1级涡轮转子叶片共有52片,由于每片叶片的过热烧蚀情况大致相同,基本不会影响整个转子的动平衡。
因此,按照旧叶片的质量分布对新叶片进行排序配平:①分解前,用标记笔在旧叶片的叶形表面上顺时针标记序号1~52,同时,在涡轮盘相对应的榫槽位置上标记序号1~52;②拆除所有旧叶片并称重,将叶片质量按顺序输入计算机排序软件,得到不平衡质量矩的大小和方向;③对新叶片称重,按照质量从轻到重依次标记序号1~52,将质量数值输入计算机叶片排序软件中进行运算,使不平衡质量矩的大小与旧叶片近似相等;④安装叶片时,调整涡轮盘与新叶片的角度,使新叶片不平衡量的角度方向与旧叶片方向基本一致(最多相差半个相邻叶片角间距),确保叶片更换前后整个叶轮的平衡。
该排序方法没有叶片数量的限制,且考虑了涡轮盘的不平衡量,但不适合旧叶片质量损失较大或者变形较严重的情况。
3轴对中技术旋转机械故障大多与对中不良有关,若设备对不良,运动中会发生振动、联轴器损坏、轴承磨损、油膜失稳、轴挠曲变形等故障。
对于高速运转的燃气轮机,对中尤其重要。
3.1基本原理与数学模型轴对中目的是使燃气轮机轴与压缩机轴在同一条直线或近乎在同一条直线上。
在现场维修过程中,压缩机轴已经固定,只需要调整燃气轮机两个支点的位置来实现燃气轮机轴与压缩机轴同轴。
在安装过程中,经常遇到的不对中偏差主要有2类:平行偏差和角度偏差。
平行偏差是指相互连接的两轴在互相平行时发生错位;角度偏差是指两轴的轴线不平行,相交成一定角度。
以压缩机输入轴为基准,利用千分表测量燃机输出轴上、下、左、右4个位置的端面跳动量(A1、B1、C1、D1)和径面跳动量(A2、B2、C2、D2)(图2)。
理论上,A1+C1=B1+D1,A2+C2=B2+D2,这也是复核测量数据准确与否的依据。
测量时,假设A点为基准点,则A1与A2均为0,记录其他各点跳动量。
对中时,压缩机轴水平,燃机轴中心线与压缩机轴中心线之间的夹角可以分解为燃机轴与水平面之间的夹角和燃机轴与压缩机轴所在竖直平面的夹角(图3),然后利用端面跳动的4个数值进行计算。
在竖直平面内,两轴之间的几何位置关系(图4)为:式中:Y1为燃机左右支撑点的高度差,mm;Y2为燃机左支撑点与压缩机轴的高度差,mm;L为燃机左右支撑点沿燃机轴向的距离,mm;D为测量端面圆跳动时千分表测针的直径,mm。
如果不考虑垫板弹性变形,燃机右端应提高的高度为Y=Y1+Y2,燃机O 端应提高的高度为Y2。
水平平面内角度的调节原理与上述竖直平面相似。
在水平平面内,压缩机轴与燃机轴的几何位置关系(图5)为:式中:X1为燃机左右支撑点相对压缩机轴所在竖直平面的距离,mm;X2为燃机左支撑点与压缩机所在竖直平面的距离,mm。
为了使燃机轴移动至压缩机轴所在竖直平面内,燃机的右支撑点应该首先水平移动X1距离,然后燃机在水平方向上整体向压缩机轴所在竖直平面平移X2距离。
3.2冷态对中补偿燃机机组对中通常是在冷态条件下进行,而绝大多数设备运行时均存在一定程度的热膨胀。
只有明确机组的热膨胀量,才能确定热对中数据以及冷态对中的补偿量[3-4]。
Taurus70燃机冷态对中补偿量通常由OEM厂商提供。
定义Y 0为冷态对中补偿量,则A2+Y=C2-Y,即C2-A2=2Y,这就是Taurus70燃机冷态对中补偿时调整高度方向的依据。
3.3轴对中方法与步骤3.3.1方法轴对中方法较多,比较常用的有三表对中法、双表对中法和单表对中法,此外,还可以利用角尺、塞尺以及激光对中仪进行对中,所有的对中方法本质上是相似的。
安装燃气轮机时,双表对中法较适用,该方法采用2个千分表(图6),其中一个用于测量轴向偏差,主要测量燃气轮机轴是否与压缩机轴平行;另一个用于测量径向偏差,主要测量两轴平行时燃气轮机与压缩机轴的同心度。
如果两轴在轴向上存在窜动量,则需要采用三表法利用千分表测量轴向偏差并消除窜动量。
3.3.2步骤燃机对中时,高度的调节通过加减支架与基座之间的金属垫片实现;水平方向的调节,通过旋拧水平方向的顶丝实现。
对中时,首先调节高度方向,使燃机轴线与压缩机轴线在同一水平面内,然后校正两轴在水平方向的夹角直至平行,最后整体水平移动燃机,使燃机轴与压缩机轴在同一竖直面内,同时,还要确保两轴轴向间距在一定范围内。
轴对中的具体操作步骤:①测量燃气轮机输出轴端面跳动B1和D1两点的偏差值,判断燃机轴偏离压缩机轴的方向。
②以B1和D1为基准点,调整P端水平顶丝,旋转表架所在压缩机轴,监控千分表B1和D1两点数值的变化,直至︱B1-D1︱在规定范围内停止调整。
③测量燃机涡轮输出轴径面跳动B2和D2两点的偏差值,根据结果判断平移燃机的方向。
④利用O、P两端的水平顶丝同步推动燃机,同时旋转表架所在的压缩机轴,监控千分表B2和D2两点数值的变化,直到︱B2-D2︱在规定范围内,停止调整。
为了保证燃机两端移动距离相等,可事先在两端架设两块量表并调零,移动时只需保证两表显示的移动距离一致即可。
⑤拧紧燃机地脚螺栓至规定力矩;测量燃机输出轴端面跳动A1和C1两点的偏差值,利用三角形相似原理,计算燃机P端所需增减的垫片厚度值;松开地脚螺栓,增减垫片。
⑥再次拧紧地脚螺栓至规定力矩;利用千分表测量径面跳动的A2和C2两点的偏差值,通过在O点和P点增减垫片来判断A2和C2的差值;松开地脚螺栓,增减垫片。
此时,对中的粗调工作已全部完成,接下来按照上述步骤进行对中的微调。
微调时,首先测量并调整垫片厚度,使燃机轴与压缩机轴在同一水平面内,然后进行水平摆动的调整,需要反复调整直至端面跳动量和径面跳动量均在允许范围内。
3.4轴对中调整注意事项(1)Taurus70燃机与ManTurbo压缩机通过联轴器连接,联轴器的两个轴端均采用了挠性轴设计(考虑热膨胀问题)。
安装千分表座时应首先拧紧压缩机联轴器的顶丝,拧紧后弹簧钢板不再起作用,挠性轴变为刚性轴。
利用千分表测量端面跳动和径面跳动时,应测量联轴器安装座的止口处,且测量面应擦拭干净并涂上润滑油。
(2)燃机两个支撑点一共有4组垫片,每次增减垫片时,应保持左、右地脚增减垫片的厚度相同,使左持水平。
(3)注意垂度的影响。
千分表的测量端头由于受到重力以及千分表架刚度的影响,在测量标准圆的3:00、6:00、9:00和12:00位置时均存在读数误差,此误差称为垂度[5]。
通常采用专用的工具来确定千分表架垂度的大小,只有在表架刚度足够好时才可以忽略垂度。
综上所述,Taurus70燃气轮机对中采用了双表对中法,取得了较好的效果,燃机一次性启机成功,且振动指标等均满足要求。
随着输气管道用燃气轮机的不断增加,燃气轮机的场站现场维修工作日益频繁,只有不断总结实践经验,才能使燃气轮机现场维修技术得到快速完善和发展。
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当下的语文课堂教学中,普遍存在着四个复杂:目标复杂、内容复杂、环节复杂、手段复杂。
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