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Research & development test rig for fluid film thrust bearings

第 62 届 ASME Turbo Expo 展论文,Waukesha Bearings 与 Ansaldo Energia 为联合作者

“使用改进的转子止推预测进行重型燃气轮机升级的系统集成方法和先进止推轴承设计的应用”,这篇由 Ansaldo Energia和 Waukesha Bearings 联合撰写的论文将在 6 月 28 日星期三上午 8 点在位于北卡罗来纳州夏洛特的 ASME Turbo Expo 展上发表(会议号 15-1,房间号 207D)。

作者

Francesco Bavassano、Ansaldo Energia;Marco Mantero、Ansaldo Energia;Riccardo Traverso、Ansaldo Energia;Richard Livermore-Hardy,Waukesha Bearings;Barry Blair,Waukesha Bearings

摘要

为提高性能,重型燃气轮机逐步升级,最终可能引入更繁重的操作条件,达到可以接近原始设计极限的程度。

燃气轮机压力比的增加以及压缩和膨胀线的调整直接影响转子的轴向推力。除了作用在转子上的各个力外,一个需要考虑的关键部件是液膜止推轴承,它应该确保在最坏的工况下安全可靠地运行。

通常情况下,此类轴承的设计具有较大的安全裕度,但在新的、更具挑战性的条件下,可能需要轴承能力的升级,特别是当现场改造需要施加额外的限制时。

Ansaldo Energia 的 AE94.2 E 级 GT 已经进行了一系列性能升级。事实证明,对推力相关现象的准确理解是必要的,这驱动改进止推轴承设计以及硬件调整,从而降低转子推力。

本文讨论了上述 GT 转子轴向推力评估的计算和实验安排,并考虑了与推力产生的二次空气系统有关的问题和轴承升级的机械/功能问题。它表明,诸如在止推轴承上不均匀的负载分担,或在机群内从发动机到发动机的转子推力的变化等问题,强烈影响最大推力评估以及在选择合适轴承过程中使用的要求。

提出了一种考虑主推力贡献的预测计算方法。报告了现场实验设置和主要观测结果。测量使用放置在许多止推轴承座上的热电偶和负载元件。此外,携带最高和/或最不确定推力份额的发动机腔已被压力传感器测量和表征。

最后通过讨论主要问题描述了升级止推轴承的发展,例如改进止推瓦轴衬材料、提高负载分担效率和扩大止推轴承活动表面积等。也报告了 Waukesha Bearings 对升级轴衬材料(即高锡铝合金)的测试结果。

提出有必要采用多学科的方法,以管理改善推力平衡系统的关键挑战,特别是对于接受重大升级的早期设计发动机而言。

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2017年6月19日 | 会议