1           公司及产品简介

 杭州杭州汽轮机股份有限公司,是我国最大的工业汽轮机制造公司。是国内工业汽轮机研究和生产重要基地,也是国内唯一能按用户的特殊需要,非标准设计制造工业汽轮机的厂家。

公司至今已生产了5000多台套汽轮机,中国各经济发展时期重点建设工程项目的国产工业驱动汽轮机绝大部分由本公司提供。如:国产第一台大型乙烯装置驱动裂解气压缩机用汽轮机;国产第一套500万吨/年炼油装置驱动用汽轮机;国产第一台4.8万立方米大型空分装置驱动用汽轮机;国产第一台60万千瓦超临界大型火电站50%容量给水泵驱动用汽轮机;国产第一套60万吨/年大型碱厂用的汽轮机;国产第一台2500立方米的大型钢厂高炉风机驱动用汽轮机;围产第一台年产52万吨尿素装置二氧化碳压缩机驱动用汽轮机;国产第一套年产20万吨合成氨改造项目驱动用汽轮机;第一座垃圾电站发电用汽轮机。目前正向更高的领域迈进。

我公司产品广泛应用于石油、化工、冶金、电力、轻纺、建材等工业部门和企业自备电站、区域热电联供、余热发电、垃圾电站、燃气-蒸汽联合循环等领域。

2           背景介绍

随着现代工业的快速发展,不断扩大的工业汽轮机应用范围对其性能提出了更高的要求。应用高性能的工业汽轮机可进一步提高能源利用效率,有效减少污染物排放,对国民经济和社会可持续发展具有重要的意义。

汽轮机组的性能和可靠性一直是汽轮机行业关注的重点,涉及到多个领域的内容,是一项多学课的交叉应用的课题。它包括固体力学中的动静强度分析、振动的模态分析,振动响应分析;热力学中的热力分析;流体力学中的气体动力学和叶轮机械内部的气动弹性问题;叶型的优化还涉及到优化方面的内容。

基于工业汽轮机结构、所处环境以及多部件密切配合工作等复杂性,长期以来,大部分依靠强度和风洞等试验来推动新产品的开发和研制,这使得汽轮机开发周期很长。自上世纪五六十年代以来,各种计算技术的发展,特别是最近二三十年,各种商业软件的日益完善和计算机硬件技术的飞速发展,使得各种CAE技术能够部分替代强度和风洞等试验,在一定范围内,能够得到较为可靠的气动和强度性能,这大大缩短了汽轮机的开发周期。但如何将这些先进的计算流体力学、计算固体力学等技术更好地与汽轮机行业相结合,特别是已有的汽轮机行业经验和准则相结合,目前仍是一个急需完善的课题,本文就是将各种先进的CAE技术与汽轮机已有行业准则相结合,开发出一个有针对性的实用的以汽轮机叶片研发为核心的开发平台,这对我国工业汽轮机产业研发工作来讲是非常需要而且非常有意义的。

3           叶片开发平台构架

3.1                  开发平台体系学科构架

一个产品的研发,是一个系统的工程,它涉及到多学科的方方面面内容,需要建立一整套的设计、分析、评估体系,这就需要建立一个能够容纳整个体系的技术平台,只有有了这样的一个平台,才能更好地利用我们的设计数据库,才能更有效地提高我们技术开发的效率和能力。表1给出了开发平台体系的学科构架。

1开发平台体系学科构架

开发平台数据库管理系统

设计部分

分析部分

产品评价部分

行业快速设计

气动改型设计

气动优化设计

流体力学分析

强度振动分析

流固耦合分析

转子动力学分析

叶片整体安全性评估

强度振动试验

气动试验

考虑加工装配、结合公司实际情况出图

3.2                  开发平台体系流程

对于初始设计更多地需要依靠已有的工程经验和行业内的快速设计方法,在此基础上发挥CAE技术的优势,进行全三维的结构设计、分析和优化。在该开发流程中,除初始开发设计外,其余部分均采用三维CAE技术来完成,几何造型、结构设计优化和强度振动部分采用Ansys-BladegenAnsys-WorkbenchAnsys-Classic等商业软件,流场分析和优化以及流固耦合技术采用CFX及其子模块Turbosystem等商业软件。通过对级组进行结构和气动的分析和优化,结合已有叶型库和行业内的强度、振动和安全性的评价准则,综合判断级组的安全性。

以下是开发体系相关产品研发介绍.







发表于: 2011-11-16 12:45 阅读(2173) 评论(1) 收藏 好文推荐

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