高压压气机径向间隙设计方法研究与试验验证

作     者：孙勇 徐宁 朱晓明 邓庆锋 

作者机构：中国船舶集团有限公司第七〇三研究所 船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室-海洋工程燃气轮机实验室 

出 版 物：《热能动力工程》 (Journal of Engineering for Thermal Energy and Power)

年 卷 期：2022年第37卷第S1期

页      面：7-12页

学科分类：08[工学] 082402[工学-轮机工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：黑龙江省自然科学基金(TD2021E001) 中船集团自立科技项目(202109Z) 

主　　题：高压压气机 径向间隙 数值计算 试验验证 

摘      要：某型船用燃气轮机高压压气机首次试车时效率低于设计值，分解后发现，机匣内表面及静子蜂窝密封均无剐蹭，预计可通过减小径向间隙提高高压压气机工作效率。本文对转子叶尖间隙及密封齿-蜂窝密封间隙进行了优化，建立了叶尖间隙和密封齿-蜂窝密封间隙计算公式，应用全三维热-固耦合数值计算方法对转子及机匣模型进行协调变形计算；对机组径向安装间隙进行了测量，实测径向安装间隙均大于计算安装间隙；基于叶尖定时的激光间隙测量方法对叶尖间隙实时测量，同时采用可磨削石墨销钉方法测量各工况点的最小叶尖间隙。结果表明：两种测量方法测得的最小叶尖间隙结果较为接近，最大偏差0.11 mm;间隙实测值与计算间隙值及其变化规律基本吻合，最大偏差0.15 mm。径向间隙设计方法合理可行，两种测量方法实用有效。通过对机组超转1.05倍全工况转速时的叶尖间隙的预测结果及拆机检查结果可得，各级叶尖径向安装间隙可在计算安装间隙值基础上再减少0.1～0.2 mm。