超高转速工业汽轮机技术探索

摘要

本文对超高转速工业汽轮机的技术难点进行探索,并提出探索性解决方案,供将来的产品突破目前的转速限制时做参考.rn 考虑到机组运行工况多，为了使工况变动时保持较高的效率，采用喷嘴调节。由于转速特高，离心力很大，进汽室选用了调节级根径较小的喷嘴室，需根据引进技术对可以匹配的组合进行反设计，然后再进行程序校和，设计出效率和强度都比较好的调节级。rn 考虑到在过渡区叶片腐蚀对材料许用应力的影响，将材料的许用应力按0.5倍考虑。由于许用应力降低，而高转速引起的叶片离心力很大，致使在材料限定住的情况下，各受力点的应力安全余量不足，需要根据材料的力学特性来选择合适的材料。更换材料后，安全裕量增加了20%左右。rn 本文讨论的探索性机组最大连续运行转速18561 rpm，机组无论怎么设计都不可能在一临界以下运行。为了运行时振动避开，而且避免在二临界之上运行，就需要提高临界转速，提高临界转速就相应提高转子的刚性，转子刚性好的情况下，转子一轴承系统的临界转速受轴承的影响比较大，所以就要选用轴承油膜刚度比较好的轴承。最终计算下来，选用B/D=0.75的适合高速轻载的可倾瓦轴承，前轴承直径φ100 mm，后轴承直径φ100 mm。