[發明專利]適用于多級離心壓縮機的可調變彎度回流器及其控制方法

有效

• 申請號: 202010199092.6
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111441993B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 梁奇;陳海生;左志濤;張雪輝;侯虎燦;郭文賓
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F04D29/46
• 分類號: F04D29/46;F04D29/66;F04D27/02
• 代理公司: 北京鍾維聯合知識產權代理有限公司 11579
• 代理人: 原春香

本發明公開了一種適用于多級離心壓縮機的可調變彎度回流器及其控制方法，適用于壓縮空氣儲能系統多級離心式壓縮機領域，其中的變彎度回流器葉片包括獨立可調的前緣調節段和固定的尾緣固定段。變彎度回流器通過一套獨立的回流器葉片調節結構，可以改變前緣調節段的進口安裝角度。本發明的主要優點是，回流器在多級離心式壓縮機變工況時可以更好地適應上游流動狀況，葉片通過調整進口安裝角減小了進口沖擊損失，改善了回流器內部流場狀況，提升了壓縮機工作性能，進而提升了儲能系統整體性能。

技術領域

本發明屬于壓縮空氣儲能技術領域，涉及多級離心壓縮機的回流器，具體涉及一種適用于多級離心壓縮機的可調變彎度回流器及其控制方法。

背景技術

大規模壓縮空氣儲能技術具有不受地理條件限制、儲能效率高、對環境友好和可回收廢熱余熱等優點，在電網削峰填谷、可再生能源并網及分布式能源系統中具有重要價值，被認為是最具發展潛力的大規模物理儲能技術之一。結合壓縮空氣儲能技術的特點，系統所用壓縮機通常選用多級離心式壓縮機。回流器是多級離心式壓縮機主要部件之一，其性能對整機的效率、壓比和運行工況范圍等有重要影響。

目前多級離心式壓縮機常用的回流器結構是由隔板和導流葉片組成，其導流葉片通常和氣缸鑄成一體或分開制造后用螺栓連接，使得導流葉片進口安裝角固定。而回流器葉片進口安裝角關系到回流器進口沖擊損失和葉面上邊界層的流動狀況，在設計工況下往往性能較好，但在非設計工況下的性能較差。且在小流量工況下，過大的進口安裝角使回流器葉片上的失速、旋渦脫落等流動現象提前發生，導致回流器內壓力的強烈波動而觸發壓縮機的喘振，流量調節范圍變窄。

發明內容

針對現有技術中存在的上述缺點和不足，本發明的目的在于提供一種適用于多級離心壓縮機的可調變彎度回流器及其控制方法，通過將回流器葉片設置成前緣調節段和尾緣固定段，并通過設置前緣調節結構，以改變各前緣調節段的進口安裝角度，可更好地適應上游流動狀況，提高整機性能；通過將尾緣固定段的葉片數目設置為大于前緣調節段葉片數目，能夠有效提升下一級壓縮機進口流場品質。通過上述結構設置，本發明的適用于多級離心壓縮機的可調變彎度回流器及其控制方法，可減小現有結構存在的流動損失，改善回流器內部流場狀況，提高多級離心壓縮機的性能。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案為：

一種適用于多級離心壓縮機的可調變彎度回流器，包括一回流器葉片調節機構、一壓縮機隔板以及沿周向均勻布置在所述壓縮機隔板前側的多個回流器葉片，所述壓縮機隔板的后側沿周向均勻布置有多個擴壓器葉片，其特征在于，

所述回流器葉片包括沿周向均勻布置在所述壓縮機隔板前側的多個可轉動的前緣調節段和多個固定設置的尾緣固定段，所述前緣調節段在徑向上布置在所述尾緣固定段的外圍，所述尾緣固定段的數量不少于所述前緣調節段，每一所述前緣調節段的后端可轉動地與一所述尾緣固定段的前端拼接在一起，且所述前緣調節段的前端形成為所述回流器葉片的前緣，所述尾緣固定段的后端形成為所述回流器葉片的尾緣，所述前緣調節段與尾緣固定段的壓力面共同形成為所述回流器葉片的壓力面，所述前緣調節段與尾緣固定段的吸力面共同形成為所述回流器葉片的吸力面；

每一所述前緣調節段的后端底壁上均固定設置一傳動拉桿，各所述傳動拉桿穿過所述壓縮機隔板及與所述前緣調節段對應的擴壓器葉片的尾緣后與所述回流器葉片調節機構傳動連接，所述回流器葉片調節機構通過帶動所述傳動拉桿旋轉調節各所述前緣調節段的進口安裝角。

優選地，所述尾緣固定段的葉片數目是前緣調節段葉片數目的N倍(N大于1，N值可以為1、2…)，能夠有效提升下一級壓縮機進口流場品質。

優選地，各所述前緣調節段沿周向均勻分布在壓縮機彎道的出口周圍。