靜葉[片]

《電力名詞》 (第三版)。

2100433B

裝在隔板、靜葉環(huán)或噴嘴室等靜止部件上的葉片,其功能是使蒸汽的熱能有效地轉(zhuǎn)換為動(dòng)能,并對汽流起導(dǎo)向作用。

多級可調(diào)靜子葉片防喘機(jī)構(gòu)均采用外操縱方案，主要由可轉(zhuǎn)靜子葉片、搖臂、聯(lián)動(dòng)環(huán)、曲軸、作動(dòng)筒和控制器等組成。

進(jìn)口可轉(zhuǎn)導(dǎo)流葉片和變彎度導(dǎo)流葉片都只能使第一級轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)口氣流的攻角恢復(fù)到接近設(shè)計(jì)狀態(tài)的數(shù)值，消除其葉背上的氣流分離，而不能使第一級后面的若干級轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)口氣流的攻角也接近到設(shè)計(jì)狀態(tài)的數(shù)值。所以，在先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)上采用多級可調(diào)靜子葉片（VSV）的方法，使壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作范圍更寬，達(dá)到更好的防喘作用。

葉片按用途可分為動(dòng)葉片（又稱工作葉片，簡稱葉片）和靜葉片（又稱導(dǎo)葉葉片）兩種。

動(dòng)葉片安裝在轉(zhuǎn)子葉輪（沖動(dòng)式汽輪機(jī)）或轉(zhuǎn)鼓（反動(dòng)式汽輪機(jī)）上，接受靜葉柵射出的高速汽流。把蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

靜葉片安裝在隔板或持環(huán)套上。在靜葉柵中，蒸汽的壓力和溫度降低。流速增加，將熱力勢能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能。

葉片是汽輪機(jī)中數(shù)量和種類最多的關(guān)鍵零件，其結(jié)構(gòu)型線、工作狀態(tài)將直接影響能量轉(zhuǎn)換效率，因此其加工精度要求高，它所占加工量約為整個(gè)汽輪機(jī)加工量的30%，可批量生產(chǎn)。

葉片的工作條件很復(fù)雜，除兇高速旋轉(zhuǎn)和汽流作用而承受較高的靜應(yīng)力和動(dòng)應(yīng)力外，還因其分別處在過熱蒸汽區(qū)、兩相過渡區(qū)（指從過熱蒸汽區(qū)過渡到濕蒸汽區(qū)）和濕蒸汽區(qū)段內(nèi)工作而承受高溫、高壓、腐蝕和沖蝕作用，因此它的結(jié)構(gòu)、材料和加工、裝配質(zhì)量對汽輪機(jī)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有極大的影響。所以存設(shè)計(jì)、制造葉片時(shí)，既要考慮到有足夠的強(qiáng)度和剛度，又要有良好的型線，以提高汽輪機(jī)的效率。

對于在高溫區(qū)工作的葉片，應(yīng)考慮材料的蠕變問題；對于在濕蒸汽區(qū)工作的葉片，應(yīng)考慮材料受濕蒸汽沖蝕的問題。任何一只葉片的斷裂都有可能造成嚴(yán)重事故。實(shí)踐表明，汽輪發(fā)生的事故以葉片部分的為最多，所以必須給予足夠的重視。

葉片一般由葉根、工作部分（或稱葉身、葉型部分）、葉頂連接件（圍帶）或拉筋組成，如圖1所示。

1．葉根部分

葉片是通過葉根與葉輪或轉(zhuǎn)鼓相連接的。葉根的作用是將動(dòng)葉嵌固在葉輪輪緣或轉(zhuǎn)鼓凸緣的溝槽里，在汽流的作用力和旋轉(zhuǎn)離心力的作用下，使葉片不至于從溝槽里甩出來；因此要求它與葉輪輪緣或轉(zhuǎn)鼓凸緣的配合部分要有足夠的配合精度和強(qiáng)度，而且應(yīng)力集中要小。所以，葉根與輪緣或葉根與轉(zhuǎn)鼓槽的結(jié)構(gòu)是否適當(dāng)，對葉片的安全運(yùn)行起著重要的作用。

工作葉片一般用單支承面或多支承面的葉根固定在溝槽中，隨著葉片高度和重量的增加，葉根所受的作用力增大，應(yīng)當(dāng)相應(yīng)地增加葉片根部支承而的數(shù)目，即要采用不同型式的葉根結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代汽輪機(jī)常用的葉根結(jié)構(gòu)型式有T形、外包T形、雙T形、菌形、叉形、樅樹形等，其適用范圍和裝配要求各不相同。

2．葉型部分

葉型部分是指葉片的工作部分。葉片工作部分的橫截面形狀稱為葉型。葉型的周線稱為型線。相鄰葉片的葉型部分構(gòu)成蒸汽流動(dòng)的通道，它要求具有良好的空氣動(dòng)力特性的型線，以減少汽流的能量損失，提高機(jī)組的內(nèi)效率。同時(shí)還要滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和加工工藝的要求。

按工作原理不同，汽輪機(jī)的級分為沖動(dòng)級和反動(dòng)級兩大類。沖動(dòng)級動(dòng)葉片的進(jìn)、出口壓差不大，級的反動(dòng)度較小，蒸汽在動(dòng)葉柵中的膨脹程度不大，動(dòng)葉柵流通截面積稍呈漸縮形；反動(dòng)級動(dòng)葉片的進(jìn)、出口壓差較大，級的反動(dòng)度大，蒸汽在動(dòng)葉柵中的膨脹程度與導(dǎo)葉柵差不多，動(dòng)葉柵流通橫截面與導(dǎo)葉葉柵的幾何形狀相似，如圖2所示。

按葉片的截面形狀沿葉高是否變化，可以把葉片分為等截面葉片、變截面葉片和扭曲葉片。等截面葉片的葉型形狀和截面面積沿葉高是不變的，也稱為直葉片；變截面葉片的葉型截面面積沿葉高按一定的規(guī)律變化，各截面面積不相等；若葉片不同高度各橫截面逐漸扭轉(zhuǎn)一定角度，且各截面面積不相等，則稱為扭曲葉片。

3．葉頂部分

為了使動(dòng)葉片之間組成良好的通道，保證汽流沿外緣周界上的良好流動(dòng)性，降低漏汽損失，提高級的效率，通常葉片的葉頂上都裝有圍帶（復(fù)環(huán)），將動(dòng)葉片連成葉片組。成組葉片也提高了葉柵的剛度，降低了葉片中的彎曲應(yīng)力，改善其頻率特性；在扭曲葉‘片加裝圍帶后，能限制動(dòng)葉片外緣部分在蒸汽作用力下發(fā)生扭轉(zhuǎn)。

隨著成組方式的不同，葉頂結(jié)構(gòu)也各不相同。整體圍帶結(jié)構(gòu)型式，圍帶和葉片實(shí)為一個(gè)整體部件，葉片裝好后頂板互相靠緊即形成一圈圍帶，圍帶之問可以焊接，這種結(jié)構(gòu)稱為焊接圍帶；也可以不焊接。整體圍帶一般用于短葉片。將3～5mm厚的扁平鋼帶，用鉚接方法固定在葉片頂部，稱為鉚接圍帶。采用鉚接圍帶結(jié)構(gòu)的葉頂必須做出與圍帶上的孔相配合的凸出部分（鉚頭），以備鉚接?？紤]到有熱膨脹，各成組葉片的圍帶間留有約1mm的膨脹間隙。