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行业解决方案

特种透平机械行业解决方案

当前位置:

安怀信股份-特种透平机械研究所RIT联合研发中心

  • 联合研发中心由安怀信科技股份和北京特种透平机械研究所合作成立。


北京特种透平机械研究所简介

       北京特种透平机械研究所成立于2006年,服务于航空航天发动机、船舶发动机、石油石化压缩机、鼓风机及天然气输送动力装置超过10年,依托于北京石油化工大学能源与动力工程专业,北京特种透平机械研究所由来自于西交大、北理工、比利时烈日、北化工、中科院等国内外诸多工程顶尖高校教授和博士生团队组成,开发了特种叶轮结构设计专用自主软件,并熟练应用各商业软件进行叶轮设计、气动分析、气动优化、强度计算、转子动力学分析、焊接数值仿真等系列计算,且广泛应用于实际叶轮工程研发项目,成立十年来,累积完成成都发动机、东方电气、航天长峰、四川空分等叶轮设计开发、数值计算、实验验证等项目40+。所有项目均成功交付,并伴有实际机型生产,效率或质量提升具有显著提升。 



特种透平机械行业概述

       透平(叶轮)机械堪称现代工业的心脏,广泛应用于航天航空、交通运输、石油化工、钢铁冶金、电力发电、医疗卫生等行业的流体输送或能量转换环节。典型透平机械有燃气轮机、蒸汽轮机、风力机、风机、泵、水轮机、水下推进器、水力透平、涡轮增压器、透平膨胀机、空气循环机等。从流体流动方向上区分,透平(叶轮)机械分为轴流式、径流式和向心式。

       多年来,我国在引进消化吸收国外技术的基础上逐渐掌握了部分透平的核心技术,尤其军用航空发动机的大量经费投入加速了我国在涡轮透平技术领域的研究,但在一些高端涡轮透平机械的核心技术方面仍然有所欠缺。尤其当前我国大力推进正向设计研发流程,使得习惯于标杆产品逆向设计流程的企业,在流程升级中面临大量工具、数据和研发环境的缺失及挑战,在未来的三到五年内,急需完成升级和补课工作。

       目前,掌握着一些重要透平技术的国际知名企业有GE、Siemens、ABB、R-R、Alstom、Cryostar、Sulzer 、三菱重工、First Solar、holleywell等,面对国内广阔的市场商机,部分企业已经在我国建立了独资或合资企业。我国从事透平机械研制的科研院所和生产企业近100家,分布于各大动力、航空、航天、发动机、船舶等多个行业。


透平机械设计优化咨询及实施

      基于多年的流程及工具经验,联合研发中心可协助用户建立以下透平机械的完整设计及优化体系:

  • 风机(轴流/离心/混流/子午加速)开发与数值化设计体系




  • 涡轮(燃气轮机/烟气轮机/蒸汽轮机)数值化设计体系
  • 泵/水轮机/水力透平数据值化设计体系
  • 高速冲压涡轮/风力机/海洋水力涡轮数值化设计
风力机和冲压涡轮都是利用风能进行发电或驱动其他设备的透平叶轮装备,在气动上不可压、变桨和远场特性,使叶型难度增大。联合中心综合了传统设计方法,结合三维气动数值仿真技术和自主研制的基于matlab二维叶型设计程序开发出风机机数值化设计体系,如下图所示:

透平膨胀机/涡轮增压器/空气循环机数值化设计体系

       压气机与膨胀机涡轮一体化是透平膨胀机、涡轮增压器和空气循环机的典型结构,研制开发该类新型叶轮机械除了单个透平叶轮的气动设计和强度校核外,更重要的是两个叶轮的相互匹配问题、轴系的转子动力学问题。联合中心开发的数值化体系平台和解决方案,主要包括匹配参数选取、三维气动仿真分析准则和转子动力学评估方法,数值化体系如下图所示。