GKN 推動工業(yè)燃燒器混合器增材制造，金屬粘結(jié)劑噴射或成為下一代產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)
發(fā)布時間：
2023-01-11 12:43
工業(yè)燃燒器制造企業(yè)Kueppers Solutions 為天然氣工業(yè)燃燒器設(shè)計了一款創(chuàng)新的混合器，該裝置特別適合通過金屬增材制造技術(shù)進行制造，可顯著降低能耗和氮氧化物排放量。
Kueppers Solutions 宣布與GKN 增材制造合作通過3D打印技術(shù)生產(chǎn)混合器，進行工業(yè)燃燒器系統(tǒng)的升級，以此打開更大的市場?，F(xiàn)階段雙方應用的量產(chǎn)技術(shù)為粉末床選區(qū)激光熔化，但下一代混合器或?qū)⑼ㄟ^金屬粘結(jié)劑噴射技術(shù)生產(chǎn)。
來源：Kueppers Solutions & GKN Additive
優(yōu)化燃燒過程
根據(jù)GKN 增材制造，Kueppers Solutions為了提高天然氣燃燒器燃燒過程的效率，開發(fā)了一種混合裝置，該裝置能夠顯著減少氮氧化物的排放，從而優(yōu)化燃燒過程。
增材制造的混合器
來源：Kueppers Solutions & GKN Additive
經(jīng)過評估，這一燃燒器混合裝置的設(shè)計，僅能夠通過金屬增材制造技術(shù)進行制造。
雙方目前的重點是通過選區(qū)激光熔化(SLM)3D打印技術(shù)提高混合裝置的批量生產(chǎn)能力，并針對這一應用共同開發(fā)專屬的金屬3D打印材料。然而，GKN 增材制造表示，計劃使用HP Metal Jet 金屬粘結(jié)劑噴射3D打印設(shè)備生產(chǎn)下一代的燃燒器混合裝置，因為這一技術(shù)更具有成本效益。
3D科學谷Review
金屬3D打印能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的幾何形狀，這一特點使得工程師可以改進燃燒器中的燃料與空氣混合裝置。這一點在GE 與西門子開發(fā)燃氣輪機的燃料與空氣預混合裝置時得到了驗證。
根據(jù)3D科學谷的市場研究，GE 在“Premixer for Gas Turbine Combustor ”專利技術(shù)中，就涉及到一種3D打印預混合器的開發(fā)。3D打印技術(shù)使得制造復雜形狀的預混合器成為現(xiàn)實，預混合器帶來的旋渦運動有助于使液體燃料與空氣霧化和混合，使得除了氣體燃料之外還能夠使用液體燃料。并且可以產(chǎn)生噴射穩(wěn)定的火焰，帶來較低的動態(tài)性和較高的火焰穩(wěn)定裕度，而高出口速度可用于減少或消除火焰回火風險。參考閱讀：谷研究 l GE通過3D打印改進燃氣輪機中的燃料和空氣的預混合。
西門子已經(jīng)成功地為SGT-A05航改式燃氣輪機降低了排放量，通過3D打印干式低排放(DLE)預混合器獲得了令人印象深刻的結(jié)果，顯示出可顯著降低CO排放。西門子通過3D打印制造這種特定燃氣輪機部件所取得的成就是顯著的。從概念到發(fā)動機測試，開發(fā)只用了七個月，這對于需要如此嚴格的公差并且在高負載和溫度下工作的組件而言是令人印象深刻的。DLE預混合器非常復雜，使用傳統(tǒng)的鑄造和CNC機加工制造方法涉及20多個零件。通過使用西門子合格的鎳基超級合金作為增材制造材料，3D打印預混合器部件僅需要兩個部件組成，并且交付周期減少了約70%。
在以往的先進燃燒器混合部件制造中粉末床金屬熔化3D打印技術(shù)是“主角”，3D打印在燃燒器部件制造領(lǐng)域可發(fā)揮的空間十分充足，從合金的結(jié)晶控制，到零件的精密性和復雜性實現(xiàn)，3D打印不僅僅推動了工業(yè)再設(shè)計，還在生產(chǎn)和修復過程中節(jié)約了生產(chǎn)資源，并通過提高最終產(chǎn)品的性能。
根據(jù)GKN 增材制造公布的消息，金屬粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)將在下一代燃燒器混合裝置生產(chǎn)中得到應用，該技術(shù)在成本效益或者是產(chǎn)品性能方面將為燃燒器注入哪些活力，3D科學谷將保持關(guān)注。（來源：3D科學谷）
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