静子弯叶片对多级水蒸气轴流压缩机性能的影响研究OA

【目的】针对大容量多级水蒸气轴流压缩机在高温升蒸汽机械再压缩(mechanical vapor recompression,MVR)工况下运行时,叶根角区分离导致的性能损失的问题。【方法】以某MVR系统的五级水蒸气轴流压缩机为研究对象,对各级静子叶片设置合适的弯曲角度,采用经验证的数值模拟方法对直静子基准方案与弯静子方案进行数值计算。【结果】结果表明,通过静子弯叶片设计,在设计工况下总体压比满足要求时,弯静子方案的效率相对于直静子基准方案提高了6.1%。弯静子使中间级压比和级效率普遍提高。流场分析表明,弯叶片改变叶片表面载荷的径向分布,将部分端区高载荷转移至中跨高效区域。同时调整端区压力梯度,削弱叶根角区逆向螺旋流动和二次流强度,使叶根及端区附近流动更加平顺均匀,端区损失明显降低。【结论】适度的静子正弯能够有效改善大容量多级水蒸气轴流压缩机叶根角区分离,降低端区损失,在保持基准方案总压比的条件下提升整机效率并改善稳定运行特性。为MVR系统用多级水蒸气轴流压缩机静子弯叶片设计和性能提升提供了参考。