[發明專利]高爐煤氣透平葉片的葉根平臺阻尼結構

無效

• 申請號: 200710018737.6
• 申請日: 2007-09-25
• 公開（公告）號: CN101131093A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發明（設計）人: 徐自力;徐朝蓉;席光
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F01D5/10
• 分類號: F01D5/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本發明涉及高爐煤氣能量回收透平葉片，尤其涉及一種高爐煤氣透平葉片的葉根平臺阻尼結構，它包括裝在葉根平臺的阻尼帶，用于降低和減緩葉片的振動。

背景技術

高爐煤氣余壓能量回收透平是利用高爐爐頂的余壓發電的一種能量回收裝置。該裝置既回收減壓閥組泄放的能量，又凈化煤氣、降低噪音、穩定爐頂壓力、改善高爐生產條件，可實現不生產任何污染，做到無公害發電。是現代國際國內鋼鐵企業公認的節能環保裝置。

裝在轉子上的葉片是高爐煤氣余壓能量回收透平實現能量轉換的重要部件，典型的葉片包括葉身、葉根平臺、葉根三部分，葉片通過葉根固定在轉子上。由于結構以及制造安裝的偏差等不可避免的原因導致氣流速度和壓力沿圓周上的不均勻會誘發葉片振動，過大的振動導致葉片過早失效，加上葉片工作介質含有腐蝕性、以及工況不穩定，使得高爐煤氣能量回收透平葉片安全可靠性和服役壽命受到極大限制。

在汽輪機葉片中已經有多種不同形式的阻尼結構，例如：圍帶在葉頂的自帶圍帶成圈阻尼結構、葉身上裝有拉筋的成組葉片或成圈葉片結構，這些阻尼結構對于增加汽輪機葉片結構阻尼，減小葉片振動具有良好的效果，但對于高爐煤氣能量回收透平葉片并不完全適用和有效，因為高爐煤氣能量回收透平工質的氣流密度小、壓差小、焓降小，以及為了防止葉片的磨損和積灰等原因，每級葉片數目少，節距大，如果在葉身上采用上述結構，圍帶或拉筋切向尺寸必然很大，離心力也會很大，可能導致圍帶或拉筋本身的破壞，所以，在葉頂裝圍帶或者在葉身部分裝拉筋是有困難的，因此，提出一種適合于該種透平葉片的阻尼結構是工業領域的一個期待。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種高爐煤氣透平葉片的葉根平臺阻尼結構，葉片工作時阻尼帶在離心力作用下和葉根平臺凹槽上表面形成摩擦接觸狀態，使得級內葉片成為成組或成圈結構，有效地增加了葉片的結構阻尼。該結構要素不同于現有的產品，克服了高爐煤氣能量回收透平級內葉片數少，節距大，難以加裝阻尼結構的技術難點。

為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：

一種高爐煤氣能量回收透平葉片的葉根平臺阻尼結構，包括由葉身、葉根平臺、葉根組成的葉片，其特征在于，在葉根平臺的進氣側或出氣側加工一個截面形狀為帶圓角的正方形或帶圓角的矩形凹槽，在葉片全部裝入葉輪或轉子體上后，在矩形凹槽中嵌入阻尼帶，葉片工作時在離心力作用下阻尼帶緊壓在葉根平臺凹槽的上表面，葉片在葉根平臺阻尼帶的作用下形成阻尼成組或阻尼成圈的結構。

當葉片工作時，隨著轉速升高，阻尼帶在離心力作用下沿徑向向外移動，而葉根平臺凹槽阻止了阻尼帶的徑向運動，這樣阻尼帶的徑向外表面緊貼在葉根平臺凹槽上表面，形成了具有正壓力的接觸面，阻尼帶和凹槽之間的干摩擦接觸作用，使得級內葉片成組或成圈。在非均勻氣流力作用下，葉片發生振動時，葉根平臺凹槽和阻尼帶接觸面產生相對運動和相互作用的干摩擦力，該相對運動和干摩擦消耗葉片振動能量，起到降低和消除葉片振動的作用。可以通過調整阻尼帶截面形狀、尺寸、阻尼帶的長度以及組內葉片數以獲得較佳的葉片阻尼特性及振動特性，以滿足不同機組和不同葉片級次可能遇到的危險振型和危險激振力頻率的階次的調頻及增加阻尼的要求。另外，該結構的優點還在于增加了葉根的剛性，降低了葉片振動下傳導致的葉根疲勞破壞的可能性，該結構并不增加葉片靜應力水平以及葉片的總體尺寸，加工量小，加工、裝拆方便、檢修便捷，而且具有較好的通用性?？梢酝ㄟ^調整阻尼帶結構尺寸獲得較佳的阻尼特性及振動特性，以滿足不同葉片級安全可靠性需求。

附圖說明

圖1是葉片結構要素的示意圖；

圖2是葉根平臺上加工的裝阻尼帶的凹槽；

圖3是葉片裝配布置圖的一部分；

圖4是阻尼條示意圖；

圖5是本發明葉片平臺阻尼結構的部分示意圖；

圖中的標號分別表示：1、葉身，2、葉根平臺，3、葉根，4、葉根平臺上的凹槽，5、葉輪或轉子體，6葉根和葉輪間的墊片，7、阻尼帶，8、阻尼帶上的缺口；

以下結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。

具體實施方式

參見圖1至圖5，以樅樹形葉根為例作如下說明：

本發明的高爐煤氣能量回收透平葉片的葉根平臺阻尼結構，包括由葉身1、葉根平臺2、葉根3三部分組成的高爐煤氣能量回收透平葉片，它是透平能量轉換的重要部件，通過葉根3固定在葉輪或轉子體上。