Газ турбинасының компрессоры үшін қандай пышақтардың өлшемдерін шығаруға болады?

Газ турбинасының компрессоры үшін қандай пышақтардың өлшемдерін шығаруға болады?

Егер сіз орынбасар пышақтарды сатып алуға тырыссаңыз немесе компрессордың қайта жабдықталуын жоспарласаңыз, өндірушіге қойылатын бірінші сұрақтардың бірі: оларды қандай үлкен және қандай кішкентай етіп жасауға болады? Жауап бір ғана санмен шектелмейді. Газ турбинасының компрессорындағы пышақ өлшемі компрессордың кезеңдері бойынша, турбина қуат класы бойынша және қолданыс түрлері бойынша әртүрлі болады. Өлшемдік кеңістікті түсіну сізге тиісті әңгіме өндірушімен құруға көмектеседі — сонымен қатар сатып алу тапсырысын бермес бұрын сәйкессіздіктерден аулақ болуға мүмкіндік береді.

Бұл мақала Navi Power Technology компаниясының ковка өндіріс тәжірибесіне сүйене отырып, пышақ өлшемін анықтайтын өлшемдік параметрлерді, өнеркәсіптік газ турбиналарында кездесетін типтік диапазондарды және дәл ковка өндірушісінің тұтынушылар қосымша пышақ өлшемін талап еткен кезде нақты өндіре алатындарын қарастырады.

Неге бір компрессор ішінде пышақ өлшемі осылай көп өзгереді

Газ турбинасының компрессоры біртұтас пышақ өлшемін тұрақты қолданбайды. Себебі компрессия әдетте 9-дан 17-ге дейінгі көптеген сатылар бойынша біртіндеп жүзеге асады — ірі өнеркәсіптік турбиналарда. Ауа саңылауы кірістен шығысқа қарай тараяды. Саңылау тарылған сайын әрбір келесі сатыда қысқарақ пышақтар қолданылады. Ірі электр станциясының газ турбинасындағы бірінші саты компрессорының пышағының ұзындығы осы машинаның соңғы компрессор сатысындағы пышақ ұзындығынан төрттен алты есе артық болуы мүмкін.

Қысым қатынасы 18:1-ден 20:1-ге дейін болатын ірі электр энергиясын өндіретін газ турбиналары үшін бірінші және соңғы компрессор сатылары арасындағы пышақ ұзындықтарының айырымы қолайлы болуы мүмкін, сондықтан олар бір-бірімен байланысты емес сияқты көрінеді — бірақ әрбір сатыда аэродинамикалық бүтіндікті сақтау үшін олар бірдей қатаң өлшемдік дәлдікке сәйкес келуі тиіс.

Типтік өлшемдік аралықтар: қанаттың кеңдігі, хорда және аспекттік қатынас

Сатып алушылар қанаттың өлшемі туралы сұрасқанда, олар әдетте үш негізгі өлшемнің бірін білдіреді: қанаттың кеңдігі (тамырдан ұшқа дейінгі ұзындық), хорда ұзындығы (ауа ағысының алдыңғы шетінен артқы шетіне дейінгі профильдің ені), және аспекттік қатынас (кеңдіктің хордаға қатынасы). Бұл өлшемдердің әрқайсысы турбина моделі мен саты орнына байланысты әртүрлі болады.

Бұл бағыттаушы ауқымдар, қатаң шектер емес. Нақты өлшемдер турбина моделіне, өндірушінің дизайндық сипаттамаларына және қанаттың геометриясының бастапқы немесе қайта жабдықталған нұсқасына байланысты. Өнеркәсіптік газ турбинасы қанаттарының дизайны тарихи түрде орташа және үлкен өлшемді машиналар үшін шамамен 1,6–2,1 аспекеттік қатынастарды қолданған, ал зерттеу масштабындағы және аэродвигательдік компрессорлар бұл терезеден тыс қатынастарды көрсеткен — кейде жоғары аспекеттік қанаттарда 4:1-ге жақын немесе қосымша қысымдың шегін жақсарту мақсатында енгізілген кең хордалы, төмен аспекеттік конфигурацияларда 1,5-тен төмен болатын қатынастар.

Соғу зауыты өндіретін өнімнің тәжірибелік төменгі және жоғарғы шектері

Құйма өндірісінің тұрғысынан қарағанда, пышақтың өлшемі екі практикалық шектеулермен анықталады: дәл құю процесі сенімді түрде толеранцияға сыйғыза алатын ең кіші элемент өлшемі және берілген өндірістік орынның орналастыру қабілеті мен престің максималды қуаты.

Navi Power Technology компаниясында газ турбинасының компрессорлық пышақтарын құю мүмкіндігі мына ауқымды қамтиды: 20 мм-ден 400 мм-ге дейін , ал шетінің ұзындығы пышақтың профиліне байланысты шамамен 15 мм-ден 200 мм-ге дейін. Бұл ауқымға кіретін пышақтарды аэродинамикалық профильдің өлшемдік толеранциясы 0,1–1 мм болатындай етіп өндіруге болады — бұл маңызды, себебі компрессорлық пышақтардың аэродинамикасы профильдегі ауытқуларға сезімтал. Алғы шеттің радиусындағы 0,5 мм қатесі бірінші сатыдағы үлкен пышақ үшін маңызсыз болса, соңғы сатыдағы кіші пышақ үшін маңызды, өйткені оның шетінің ұзындығы 25 мм-ге тең болуы мүмкін.

Өте кішкентай пышақтар үшін — айналу диаметрі 20 мм-ден кем — құйма бұйымды алуға мүмкіндік береді, бірақ соңғы өңдеу дәлдігі талаптары өндірістің негізгі шығыны мен дәлдікті қамтамасыз ету қиындығына айналады. Бұл өлшемдер көбінесе ірі өнеркәсіптік газды турбиналарға қарағанда микротурбиналар мен арнайы зерттеу компрессорларында кездеседі.

Тапсырыс беруші инженерлер үшін маңызды сұрақ: қандай өлшемдегі пышақтар стандартты каталогта бар екені емес, сіздің сызбаңызда көрсетілген дәл өлшемдер бойынша белгілі бір пышақты өндіруші қабілетті ме?

Осы айырма — яғни стандартты өлшемдегі өндіріс пен тапсырыс бойынша пышақ өндірісі арасындағы айырма — тұтынушы қабілетінің ең маңызды болатын жері.

Тапсырыс бойынша пышақ өндірісі әдетте үш жағдайға жатады:

• Ескі турбина моделі үшін ауыстыру бөлшегі мұнда бастапқы OEM өндіруші бөлшекті қазір жеткізбейді және өлшемдік сызба жоқ. Бұл жағдайда бар пышақ немесе турбина дискісінің геометриясы кері инженерлік әдіспен өңдеуге арналған дереккөз ретінде қолданылады.
• Қайта жабдықтау немесе жаңарту бағдарламалары компрессорлық сақина геометриясы өзгертілген жағдайда, және жаңа бөрене профильдері өзгертілген ағын бағытына сәйкес келетін немесе бейімделетін болуы тиіс.
• Көп көздік біліктілік оператор бастапқы өнім өндірушілердің сызбасында белгіленген өлшемдік стандартқа баламалы жеткізушілерді жатқызғысы келетін жағдайда, инженерлік түсіндірудің орнына жақын өлшемдік қайталауды талап етеді.

Үш жағдайда да, жеке пішінге арналған перде өлшемін алудың бастапқы нүктесі инженерлік сызба немесе физикалық перде үлгісі болып табылады. Navi Power компаниясының сатуға дейінгі инженерлік қолдауы сызбаларды тексеруді және баға беру алдындағы ерекшеліктерді растауды қамтиды, өйткені жеке шаршы жұмыстарында сатып алудың ең көп тараған тәуекелдерінің бірі - бөлшектер жерге келгеннен кейін ғана сызба мен турбинаның нақты орнатылуы арасындағы өлшемдік сәйкессіздікті анықтау.

Дәріс параметрлері

Айналым және хорда негізгі өлшемдер болып табылады, бірақ газдық турбина компрессоры үшін толық желімдің өлшемін анықтауға бірнеше қосымша параметрлер кіреді, олар өндіріс барысында дәл сақталуы тиіс:

• Тамыр профилінің өлшемдері — емен-ағашы немесе шыбық тәрізді бекіту геометриясы турбина дискісінің ойығына дәл сәйкес келуі тиіс; кез келген аз өлшемді ауытқу дұрыс орнатуды болдырмауы немесе жергілікті тәжірибелік кернеулердің пайда болуына әкелуі мүмкін.
• Аэрофойл қалыңдығының таралуы — максималды қалыңдық пен оның хорда бойынша орны қаттылық пен аэродинамикалық жүктемеге әсер етеді; бұл әдетте аэрофойлдың қимасы бойынша деректерде, бір «қалыңдық» саны ретінде емес, көрсетіледі.
• Бұралу бұрышы мен шашырау бұрышы — желім жазық пластинка емес; ол радиалды жылдамдық градиентін ескере отырып, айналым бойынша бұралған, және бұл бұралу өндіріс партиясы бойынша тұрақты түрде қайталануы тиіс.
• Салмағы мен тепе-теңдігі — роторды теңестіру үшін бір жинақтағы пышақтардың салмағы белгіленген шектеу аймағында сәйкес келуі тиіс, яғни жоғары жылдамдықта айналған құрылғыларда өлшемдік бақылау массалық бақылаудан бөлінбейді.

Қашықтық пен хорданың өлшемі дұрыс болса да, тіректің профилі немесе ауа ағысының бұралуы бойынша ауытқыған пышақ дұрыс өлшемді пышақ емес — бұл өлшемдік сәйкессіздік, ол орнату немесе жұмыс істеу мәселелеріне әкеледі. Сондықтан компрессорлық пышақтарды тапсырыс бергенде немесе растағанда тек негізгі қашықтық пен хорданы емес, барлық өлшемдік параметрлерді жүйе ретінде қарастыру дұрыс тәсіл.

Өлшемдік ауқымды бағалау сұраған кезде не әкелу керек

Егер сіз белгілі бір газдық турбиналық компрессорыңызға қанаттарды шығара алатын тәрбиешіні бағалап отырсаңыз, ең тиімді тәсіл — жалпы қабілеттілік ауқымын сұрамас бұрын, өлшемдік сызбаны немесе қанат үлгісін тікелей бөлісу. Бірінші негіздерден сыйымдылықты анықтауға тура келетін өндіруші соңында осы ақпаратты ғана сұрайды — сызба, турбина моделі, саты нөмірі және қажетті сан мен жеткізу мерзімі.

Үшін компрессордың қайта жабдықталуын сызбалар толық болмауы мүмкін немесе тозған бөлшектерден алынған өлшемдерге негізделген жобаларда өндірістен бұрынғы қатты тексеру мен сіздің өлшемдік қабылдау критерийлеріңізге сай келетін бірінші үлгі туралы есеп қабілеттілік туралы ғана айтуға қарағанда пайдалырақ нәтиже береді. Өлшемдік сәйкестікті қалай тексеретініңізді — координаталық өлшеу, оптикалық сканерлеу немесе өндіріс орнында өткізу тексеруі — өлшемдік сұхбаттан бастап-ақ көрсету керек.

Қорытынды

Газ турбинасының компрессорлық қанаттары әртүрлі өлшемдік диапазондарды қамтиды: аэродеривативті турбиналардағы 30 мм-ден кем болатын кішкентай соңғы сатылы қанаттардан бастап, қуатты электр станцияларындағы 300 мм-ден асатын үлкен бірінші сатылы қанаттарға дейін. Толық өлшемдік спецификацияның бөлігі ретінде хорда ұзындығы, аспекттік қатынасы, түбір геометриясы және профильдің бұрылуы қанаттың аймағына тең маңызды. Дәл шойындау өндірушілері сызба негізіндегі спецификация анық болса және өлшемдік дәлдік талаптары анықталған жағдайда осы диапазон бойынша жұмыс істей алады. Таңдалған қанат өлшемдері бойынша сұраулар — соның ішінде кері инженерлік әдіспен жасалған ескі қанаттар мен модернизацияланған геометриялар — мағыналы өлшемдік талқылау үшін инженерлік сызба немесе нақты үлгі дұрыс бастапқы нүкте болып табылады.

Сіздің нақты компрессорлық қанат өлшемдеріңіз туралы талқылау жүргізу және өндіріс мүмкіндігін бағалау үшін Navi Power Technology инженерлік тобымен веб-сайт арқылы байланысыңыз: compressorblade.com .