[发明专利]一种大流量紧凑型离心压缩机级间加气方法

说明书

本发明公开了一种大流量紧凑型离心压缩机级间加气方法，旨在提供一种简单高效，且尺寸紧凑的加气设计方案，其技术方案要点是通过对加气气流流量，主气流和加气气流在回流器中流动以及混合段出口流场特性的综合分析，在回流器叶片中段进行加气，达到了缩短设计周期，简化生产工艺，节约材料，从而降低机组生产成本。

技术领域

本发明涉及离心压缩机领域，特别涉及新式紧凑型大流量离心压缩机级间加气方法。

背景技术

在石油化工行业中，由于生产工艺的要求，经常需要在多级压缩机某两个或者多个中间级之间引入一股气流。最早期的加气工序是在压缩机末级进行，因而对整机运行状况影响不大。而如果需要在中间级进行加气，则不当的加气方式会严重破坏压缩机内部流场的均匀性，使加气段下一级的进口流动情况急剧恶化甚至产生畸变，直接影响下一级乃至多级的运行情况。由此产生了采用加气蜗室来改善加气流场的第一代加气方案。此类方案或基于均匀来流条件，变工况条件下性能较差，或采用较为复杂的设计和加工工艺，在大流量压缩机和对机组安装尺寸限制比较严格的情况下不能很好地满足设计要求。

目前采用径向进气室作为加气蜗壳的设计方案虽有应用，但是尚无相关的专利公开。而在中国发明专利CN104537173A中公开了一种在前一级弯道出口进行加气的设计方案。这种方案在需加气的叶轮前一级弯道出口处开一个环形口，并通过变截面蜗壳进行加气。

采用经向进气室作为加气蜗壳的应用方案大多只能安装在叶轮进口，而为了保证下级叶轮的进口气流均匀，则需要在进气室添加复杂的导向叶珊来进行整流，这样往往造成机组的轴向和径向尺寸大大增加。

CN104537173A中的方案采用弯道出口加气的方式，有效节约了机组的轴向尺寸空间，但为了减小添加气气流对回流器叶片的冲击，仍需要在进气蜗壳中添加导叶来保证气流均匀。这种方案会令加气蜗壳的安装高度上升，制造更加复杂，而且整个机组的径向尺寸也会相应增加。

发明内容

针对现有技术存在的不足，因此本发明提供了一种简单高效，且尺寸紧凑的加气设计方案，特别适用于对现有机组进行改装、添加加气装置。在所要解决的技术问题是在满足大流量离心压缩机级间加气需求的基础上，尽可能减小整机尺寸，在对现有多级离心压缩机进行加气改装的时候不需要对原始机组的轴向和径向空间做较大改动。同时提供一套更为简单高效的加气结构设计方案，缩短设计周期，简化生产工艺，节约材料，从而降低机组生产成本。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种大流量紧凑型离心压缩机级间加气方法，通过对加气气流流量，主气流和加气气流在回流器中流动以及混合段出口流场特性的综合分析，在回流器叶片中段进行加气。

采用上述技术方案，则可以省略加气蜗壳中对导向叶珊的需求，从而降低蜗壳生产成本。

作为本发明的具体方案可以优选为：还包括

S1，对加气位置的选择：选择在回流器导入口后方进行加气，选择开口高度R₄∈（0.6R₃，0.8R₃）；

S2，测量开口处回流器叶片安装角α₄，从开口处向下，将回流器通道加宽b₀作为加气通道，b₀=b₄×G_max/G₀，其中G_max为最大加气气流流量，G₀为主气流质量流量，加宽处回流器叶片也同步加宽，且前缘做15°倾斜处理；