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AV140工业用轴流压缩机试车成功 陕鼓打造国际一流“中国心”
2020-09-11 07:38:17 来源:中国工业新闻网 作者:【 】 浏览:0次 评论:0

     2020年9月1日,对于我国大型装备轴流压缩机和工业流程能量回收发电装置领域全球最大制造商和服务商的陕西鼓风机(集团)有限公司(以下简称“陕鼓”),这一天又是一个值得载入企业创新发展历程的里程碑日子。历经多年轴流压缩机系统工程领域的探索实践,一套投入了陕鼓多领域专业研发团队精力,且完全拥有我国自主知识产权的全球流量最大的AV140工业用轴流压缩机在陕鼓临潼制造园区试车成功,机组多项性能指标居于全球工业压缩机领域的全新高度,达到了国际先进水平。

  “这套彰显了中国装备实力的AV140超大型轴流压缩机组实施了多项创新,攻克了多项卡脖子技术,填补了多项国内空白,也充分证明了陕鼓在世界压缩机领域的重要地位。”共同见证了试车全过程的我国航空发动机高空实验台位抽气系统领域专业人士这样评价。

  回眸超大型高端装备全球最大AV140轴流压缩机组的研发创新之路,扎根于陕鼓科技创新沃土三十年的国务院特殊津贴专家、全国劳模、轴流压缩机专业领域技术总监王仪田感慨万千。他告诉记者:“我国自主研发的民用、军用飞机发动机能早日用上自主研发的‘中国心’,模拟高空实验台位抽气系统领域实验研究尤为重要。陕鼓自主研制的AV140超大型轴流压缩机组就是支撑该领域实验研究的核心动力设备,它的试车成功也将为我国航空发动机与世界先进水平‘并跑’甚至‘领跑’奠定基础。”

  记者了解到,航空发动机及燃气轮机“两机”专项是国家“十三五”规划纲要中的100个重大工程及项目,并且排在首位。创新发展我国自主的航空发动机已成为国家意志。

  然而,一直以来,航空发动机高空实验台、连续式跨声速风洞用大型轴流式压缩机技术都被国外垄断,西方发达国家不仅在技术上对我国严密封锁,而且产品也不允许出口。

  “要突破这样的技术瓶颈就必须发展国产化大装备的创新实力。轴流压缩机就体现了我国大装备的创新能力之一,它完全是一个系统性的研究工程。1975年,当我国好台轴流压缩机制造出来的时候,与世界先进技术相比差距很大。而如今,陕鼓已经在大型高炉鼓风机、大型连续式跨声速风洞压缩机、高空飞机发动机抽气试验用压缩机、轴流与离心压缩机匹配等技术领域取得了一系列骄人成绩,向世界证明中国制造的实力。”王仪田自豪地说。

  为了推动重大高端装备技术国产化,近年来王仪田带领陕鼓轴流压缩机专业研发团队还不断创新研究轴流压缩机实验方法,对CFD(计算流体动力学)流体仿真计算结果进行验证,为国产大型高端装备技术提升提供了有力支撑。

  特别是从1999年,陕鼓开始研制我国连续式跨声速风洞、航空发动机试验领域的超大型轴流压缩机组,陆续攻克了低雷诺数、大流量、高压比、高排气温度、高转速下高性能优化设计,大型空心轴开发,大型焊接件质量控制、超低负压下的防漏油、长轴系转子动力学,以及多台压缩机之间各种串并联的控制等一系列技术难题,打破了国外对该领域的技术垄断,填补了一项项国内空白。

  “其实,此次飞机发动机模拟高空抽气试验用压缩机的创新开发,首先就是要攻克装备大型化所带来的包括转子动力学、工艺设计、加工制造等一系列卡脖子技术难题。”陕鼓轴流压缩机结构技术带头人陈江辉告诉记者,他也是在陕鼓大型轴流压缩机技术领域持续创新实践中培育造就的一大批该领域专业技术带头人之一。

  对于风量每分钟20000立方米、压比为7~8的设计参数要求,完成这样一个高空飞机发动机抽气试验用压缩机的开发研制任务,从设计的结构尺寸、焊接机壳、空心轴、加工工艺等等方面,完全是一个全新的技术高度。没有参数可以借鉴,没有成熟的工艺技术可以引用,摆在王仪田团队面前的是前所未有的新挑战。

  “在充分的调研论证中,我们确定了新型高效叶型和空心转子的全新设计开发,从而确保了装置整体运行更加稳定和高效节能。”陕鼓轴流压缩机气动技术带头人王冬介绍说。

  在创新开发中,陕鼓专门为该项目组建起的50余人跨专业、跨领域的研发团队,在一次次的技术攀登中实现着一项项突破……最终安全可靠高效的AV140轴流压缩机组诞生,整机总长度达到了11.5米,宽5.7米,高4.5米;总重量达400多吨;其中核心部件空心转子长度近11米,转子直径达到1.4米,重量接近70吨。

  而要说起这套高空飞机发动机抽气试验用AV140超大型轴流压缩机组的成功开发,就不得不提及此前陕鼓在该领域的一系列系统创新。早于2009年启动研制,2015年在航空发动机高空实验台位抽气实验领域用户现场成功投运的陕鼓4套AV100-22和3套AV71-21大型轴流压缩机技术创新实践,正是此次打造全球最大高空飞机发动机抽气实验台位“中国心”的创新“路基”。

  项目总指挥王仪田仍然记得当时陕鼓研制的这7套轴流压缩机,在模拟高空运行抽气防喘振试验过程中,那些牵动人心的时刻……

  当时的试验压比已从5增加到设计值的压比9,又逐渐增加到了10、11;排气温度已超过当时345℃的设计值,最高已突破了390℃。此时每增加一个喘振试验压比和排气温度,就意味着压缩机转子叶片等关键部件就要面对由此带来的高温、强度、腐蚀等一系列严峻考验,现场的所有人无不担心压缩机的承受力和安全性。 

  “试验压比超过10了,王总,还要继续提升喘振压比试验吗?”试验主操人员把疑问的目光投向王仪田。

  “继续抽气!”王仪田坚定自信地回答。继续增加压比,不仅仅是他对陕鼓轴流压缩机技术创新能力怀抱的必胜信心,更是要通过这样严苛的试验,为我国航空发动机技术提供安全、稳定且强大的研究平台支撑。

  就在那次试验中,最高设计压比9,最多级数22级的工业用轴流压缩机设计开发记录在陕鼓研发团队手中诞生,为铸就今天全球工业用轴流压缩机领域之最奠定了坚实基础。这样的创新成果也将为冶金特大型高炉、催化裂化、大型空分、制药、硝酸、硫磺制酸,以及远程气体输送、压缩储能等领域输出拥有“中国心”的重大技术装备。

  “如今,按照国家战略部署,我们的研发团队正联合西安交大全力攻克国家“两机专项”(发动机、燃气轮机)的缩比压气机关键技术,同时,正在研制连续式超声速风洞压缩机,让中国装备在世界舞台上挺起脊梁。”王仪田如是说。他带领研发团队正向着中国高端制造的更高领域努力攀登。(来源:中国工业新闻网)

 

 

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关键字:AV140 工业用 轴流 压缩机 试车 成功 打造 国际 一流 中国 责任编辑:安磊

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