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

来源：热能动力工程, 2022, S1: 7-12.

DOI：10.16146/j.cnki.rndlgc.2022.s1.002

• 高压压气机
• 径向间隙
• 数值计算
• 试验验证

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。