專利名稱：高爐煤氣透平葉片的葉根平臺(tái)阻尼結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(tái)阻尼結(jié)構(gòu)，它包括裝在葉根平臺(tái)的阻尼帶，用于降低和減緩葉 片的振動(dòng)。
背景技術(shù)：
高爐煤氣余壓能量回收透平是利用高爐爐頂?shù)挠鄩喊l(fā)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、禾急 定爐頂壓力、改善高爐生產(chǎn)條件，可實(shí)現(xiàn)不生產(chǎn)任何污染，做到無(wú)公害發(fā) 電。是現(xiàn)代國(guó)際國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)公認(rèn)的節(jié)能環(huán)保裝置。裝在轉(zhuǎn)子上的葉片是高爐煤氣余壓能量回收透平實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的重要 部件，典型的葉片包括葉身、葉根平臺(tái)、葉根三部分，葉片通過(guò)葉根固定 在轉(zhuǎn)子上。由于結(jié)構(gòu)以及制造安裝的偏差等不可避免的原因?qū)е職饬魉俣?和壓力沿圓周上的不均勻會(huì)誘發(fā)葉片振動(dòng)，過(guò)大的振動(dòng)導(dǎo)致葉片過(guò)早失效， 加上葉片工作介質(zhì)含有腐蝕性、以及工況不穩(wěn)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(jī)葉片中已經(jīng)有多種不同形式的阻尼結(jié)構(gòu)，例如圍帶在葉頂?shù)?自帶圍帶成圈阻尼結(jié)構(gòu)、葉身上裝有拉筋的成組葉片或成圈葉片結(jié)構(gòu)，這些 阻尼結(jié)構(gòu)對(duì)于增加汽輪機(jī)葉片結(jié)構(gòu)阻尼，減小葉片振動(dòng)具有良好的效果，但 對(duì)于高爐煤氣能量回收透平葉片并不完全適用和有效，因?yàn)楦郀t煤氣能量回 收透平工質(zhì)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(jí)葉片數(shù)目少，節(jié)距大，如果在葉身上采用上述結(jié)構(gòu)，圍帶或 拉筋切向尺寸必然很大，離心力也會(huì)很大，可能導(dǎo)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(jié)構(gòu)是工業(yè)領(lǐng)域的一個(gè)期待。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種高爐煤氣透平葉片的葉根平臺(tái)阻尼結(jié)構(gòu)， 葉片工作時(shí)阻尼帶在離心力作用下和葉根平臺(tái)凹槽上表面形成摩擦接觸狀 態(tài)，使得級(jí)內(nèi)葉片成為成組或成圈結(jié)構(gòu)，有效地增加了葉片的結(jié)構(gòu)阻尼。該 結(jié)構(gòu)要素不同于現(xiàn)有的產(chǎn)品，克服了高爐煤氣能量回收透平級(jí)內(nèi)葉片數(shù)少， 節(jié)距大，難以加裝阻尼結(jié)構(gòu)的技術(shù)難點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案 一種高爐煤氣能量回收透平葉片的葉根平臺(tái)阻尼結(jié)構(gòu)，包括由葉身、葉 根平臺(tái)、葉根組成的葉片，其特征在于，在葉根平臺(tái)的進(jìn)氣側(cè)或出氣側(cè)加工 一個(gè)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(zhuǎn)子體上后，在矩形凹槽中嵌入阻尼帶，葉片工作時(shí)在離心力作用下阻尼 帶緊壓在葉根平臺(tái)凹槽的上表面，葉片在葉根平臺(tái)阻尼帶的作用下形成阻尼 成組或阻尼成圈的結(jié)構(gòu)。當(dāng)葉片工作時(shí)，隨著轉(zhuǎn)速升高，阻尼帶在離心力作用下沿徑向向外移動(dòng)， 而葉根平臺(tái)凹槽阻止了阻尼帶的徑向運(yùn)動(dòng)，這樣阻尼帶的徑向外表面緊貼在 葉根平臺(tái)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(jí)內(nèi)葉片成組或成圈。在非均勻氣流力作用下，葉片發(fā) 生振動(dòng)時(shí)，葉根平臺(tái)凹槽和阻尼帶接觸面產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相互作用的干摩擦 力，該相對(duì)運(yùn)動(dòng)和干摩擦消耗葉片振動(dòng)能量，起到降低和消除葉片振動(dòng)的作 用。可以通過(guò)調(diào)整阻尼帶截面形狀、尺寸、阻尼帶的長(zhǎng)度以及組內(nèi)葉片數(shù)以 獲得較佳的葉片阻尼特性及振動(dòng)特性，以滿足不同機(jī)組和不同葉片級(jí)次可能 遇到的危險(xiǎn)振型和危險(xiǎn)激振力頻率的階次的調(diào)頻及增加阻尼的要求。另外， 該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)還在于增加了葉根的剛性，降低了葉片振動(dòng)下傳導(dǎo)致的葉根疲 勞破壞的可能性，該結(jié)構(gòu)并不增加葉片靜應(yīng)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^(guò)調(diào) 整阻尼帶結(jié)構(gòu)尺寸獲得較佳的阻尼特性及振動(dòng)特性，以滿足不同葉片級(jí)安全 可靠性需求。


圖l是葉片結(jié)構(gòu)要素的示意圖；圖2是葉根平臺(tái)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(fā)明葉片平臺(tái)阻尼結(jié)構(gòu)的部分示意圖；圖中的標(biāo)號(hào)分別表示1、葉身，2、葉根平臺(tái)，3、葉根，4、葉根平臺(tái)上的凹槽，5、葉輪或轉(zhuǎn)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(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
參見圖1至圖5，以樅樹形葉根為例作如下說(shuō)明本發(fā)明的高爐煤氣能量回收透平葉片的葉根平臺(tái)阻尼結(jié)構(gòu)，包括由葉身1、葉根平臺(tái)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(zhuǎn)換的重要部件，通過(guò)葉根3固定在葉輪或轉(zhuǎn)子體上。所有葉片加工時(shí)，在葉根平臺(tái)2的進(jìn)氣側(cè)或出氣側(cè)加工一個(gè)截面形狀為 帶圓角的正方形或帶圓角的矩形凹槽4，將葉片依次裝配固定在葉輪5上， 葉根3和葉輪5裝配固定時(shí)須加墊片6。部件7為阻尼帶，在放入葉根平臺(tái) 2前加工出Rl的缺口 8。在葉片安裝完畢后，將阻尼帶7放入葉根平臺(tái)2 己經(jīng)加工的凹槽4中，在阻尼帶7的缺口處沖鉚，并在一根阻尼帶的一個(gè)缺 口處點(diǎn)焊，以免阻尼帶在軸向竄動(dòng)。需要注意的是兩根阻尼帶的交接處，應(yīng)
放在葉根平臺(tái)周向的中間，接口不要和兩個(gè)葉片葉根平臺(tái)匹配面重合。阻尼 帶的截面形狀和大小、以及阻尼帶的長(zhǎng)度可根據(jù)葉片的形狀、危險(xiǎn)的激振頻 率階次以及危險(xiǎn)的振型來(lái)確定最佳值。裝配好之后，在葉輪5工作旋轉(zhuǎn)時(shí)，阻尼帶7因離心力作用緊貼在葉根平臺(tái)凹槽的上表面，該接觸面的摩擦力使葉片形成阻尼成組或阻尼成圈結(jié)構(gòu)。葉片振動(dòng)時(shí)阻尼帶7和葉根平臺(tái)2上凹槽4的接觸面發(fā)生干摩擦，消耗 振動(dòng)的能量，起到增加結(jié)構(gòu)阻尼，降低和消除振動(dòng)能量的作用，同時(shí)由于摩 擦力的作用，該結(jié)構(gòu)增加了葉根的剛性，降低了振動(dòng)下傳到葉根的情況，降 低了葉根出現(xiàn)裂紋和破壞的可能性。很顯然，盡管是以縱樹型葉根來(lái)說(shuō)明的， 但由于結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，也可以用到其它葉根形式及裝配方式中去。
權(quán)利要求
1.一種高爐煤氣能量回收透平葉片的葉根平臺(tái)阻尼結(jié)構(gòu)，包括由葉身、葉根平臺(tái)、葉根組成的葉片，其特征在于，在葉根平臺(tái)的進(jìn)氣側(cè)或出氣側(cè)加工一個(gè)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(zhuǎn)子體上后，在矩形凹槽中嵌入阻尼帶，葉片工作時(shí)在離心力作用下阻尼帶緊壓在葉根平臺(tái)凹槽的上表面，葉片在葉根平臺(tái)阻尼帶的作用下形成阻尼成組或阻尼成圈的結(jié)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求1所述的高爐煤氣能量回收透平葉片的葉根平臺(tái)阻尼結(jié) 構(gòu)，其特征在于，所述的阻尼帶的截面形狀是帶圓角的正方型，或者是帶圓 角的矩形。
3. 如權(quán)利要求1所述的高爐煤氣能量回收透平葉片的葉根平臺(tái)阻尼結(jié) 構(gòu)，其特征在于，所述的阻尼帶在周向的圓弧半徑和葉根平臺(tái)裝阻尼帶凹槽 的半徑相同。
4. 如權(quán)利要求1所述的高爐煤氣能量回收透平葉片的葉根平臺(tái)阻尼結(jié) 構(gòu)，其特征在于，所述的阻尼帶在裝入葉根平臺(tái)凹槽后，將阻尼帶沖鉚，并 在阻尼帶中間處點(diǎn)焊，以防止阻尼帶軸向竄動(dòng)。
5. 如權(quán)利要求1所述的高爐煤氣能量回收透平葉片的葉根平臺(tái)阻尼結(jié) 構(gòu)，其特征在于，所述的阻尼帶在葉片工作時(shí)，在離心力作用下在徑向上移， 緊壓在葉根平臺(tái)的凹槽上表面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高爐煤氣能量回收透平葉片的葉根平臺(tái)阻尼結(jié)構(gòu)，包括由葉身、葉根平臺(tái)、葉根組成的葉片，在葉根平臺(tái)的進(jìn)氣側(cè)或出氣側(cè)加工一個(gè)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(zhuǎn)子體上后，在矩形凹槽中嵌入阻尼帶，葉片工作時(shí)在離心力作用下阻尼帶緊壓在葉根平臺(tái)凹槽的上表面，葉片在葉根平臺(tái)阻尼帶的作用下形成阻尼成組或阻尼成圈的結(jié)構(gòu)。當(dāng)葉片在氣流力作用下發(fā)生振動(dòng)特別是切向振動(dòng)時(shí)，阻尼帶和葉根平臺(tái)凹槽的接觸面發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生干摩擦力，消耗葉片振動(dòng)的能量，達(dá)到減小葉片振動(dòng)目的。該結(jié)構(gòu)加工量小，加工、裝拆方便、檢修便捷，并不增加葉片靜應(yīng)力水平以及葉片的總體尺寸，降低了葉片振動(dòng)下傳導(dǎo)致的葉根疲勞破壞的可能性，具有較好的通用性。
文檔編號(hào)F01D5/10GK101131093SQ20071001873
公開日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2007年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者光 席, 徐朝蓉, 徐自力 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)