处理。
当前,我国很多大型燃气轮机叶片采用开式冷却技术,从压气机引出冷却空气,经过冷却处理后,在透平通道中和燃气进行混合。传统的燃气轮机冷却系统,冷却方案简单,不需要耗
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费额外的冷却气,但是这种系统能量消耗大,带走很多压气机压缩空气,并且随着燃气轮机功率的提高,冷却空气自身的温度也不断升高,从而影响冷却效果。
二、大型燃气轮机叶片冷却介质分析
近年来,燃气轮机快速发展,气体冷却技术受到人们的广泛关注。空气冷却主要是利用各种压缩级的压缩空气对燃气轮机叶片的热端表面进行冷却,空气的可用性和易得性极大地推动了空气冷却技术的发展,应用非常广泛。对于大型燃气轮机发动机而言,需要的空气冷却空气量较大,改善冷却结构对于大型燃气轮机叶片冷却效果的影响越来越小。根据当前的复合冷却技术,当燃气轮机的进口温度RIT1765K时,只有30左右的压缩空气用于透平叶片的冷却2,空气利用率较低,极大地降低了透平系统的输出功率和循环热效率。
同时,由于主流燃气和冷却空气混掺,给大型燃气轮机叶片内部的冷却空气流道造成很大气动和热力损失,从而降低燃气轮机的热效率,并且随着冷却介质流量的不断增大,透平系统损失也不断增大。因此大型燃气轮机叶片冷却技术必须尽量降低冷却空气消耗量,一方面积极创新和改进冷却结构,优化透平叶片冷却过程;另一方面,用其他冷却介质代替空气,如用水蒸汽作为冷却介质,水蒸汽易得可用,来源广,并且可循环利用,对于使用空气冷却的透平冷却系统也具有良好的适应性。水蒸汽和空气相比,冷却损失较小,能耗低,随着冷却蒸汽流量的增大,可有效提高RIT。
三、大型燃气轮机叶片冷却技术
对于大型燃气轮机叶片冷却技术的应用,能够有效提升工作效率及工作质量,从而提高经济效益,因此,针对燃气轮机叶片冷却技术中的各项技术进行分析和探讨也就显得尤为重要。
1、层板冷却技术
大型燃气轮机透平叶片层板冷却技术基于以下工作原理:在对燃气轮机的高温叶片进行冷却时,为了提高冷气的利用率,在冷气在叶片表面形成气膜之前,加强叶片内部的对流换热,通过肋壁、扰流柱、冲击冷却、对流冷却等强化换热方式,实现对透平叶片的冷却。根据全气膜冷却理论,采用透平叶片的多层壁气膜冷却技术,在大型燃气轮机叶片层板内部引入冷气,冷气在若干个细小通道中快速流动吸收热量,最后由气膜孔排出。
2、蒸汽冷却技术
蒸汽冷却技术主要是利用水蒸汽作为冷却介质r