[发明专利]一种抽排气前置导叶与有叶扩压器联合调节装置及方法

说明书

本发明公开了一种抽排气前置导叶与有叶扩压器联合调节装置及方法，属于压缩空气储能离心压缩机领域，包括前缘开孔的前置导叶、导气管、尾缘开孔的扩压器叶片，前置导叶通过其转轴中的气流通道与导叶集气环连通，扩压器叶片通过其转轴中的气流通道与扩压器集气环连通，导叶集气环与扩压器集气环通过导气管连通；前置导叶调节过程中，通过转轴角度变化改变进气量，气体经气流通道从叶片表面的通孔排出；扩压器叶片调节过程中，通过转轴角度变化改变抽气量，气体由叶片表面的通孔引出；本发明通过前置导叶和扩压器叶片的转动与叶片抽排气共同作用实现变工况条件下离心压缩机效率的提高。

技术领域

本发明属于压缩空气储能离心压缩机领域，涉及一种离心压缩机的气流导向装置及方法，特别是涉及一种离心压缩机使用的抽排气前置导叶与有叶扩压器联合调节装置与调节方法。

背景技术

压缩空气储能所用离心压缩机在实际运行中其运行工况会因需求不同与系统负荷变化而发生改变，为适应这种需要改变，保证压缩机正常高效运行需要对其进行调节。在工况改变时通过安装可调导叶与可调扩压器来引导气流调整速度方向，使气流与叶片间的冲角始终能够保持在一个合理范围内，从而降低流动损失提高系统效率。

目前采用的调节技术中通常采用单独可调导叶、单独可调扩压器，或通过简单机械结构实现两部件的联动调节。这些调节假定调节过程中流动不发生分离，沿调节叶片面流动。但实际工作中，当调节过程叶片冲角过大时，会使气流通过叶片时发生流动分离并于叶片面附近产生低速区域，而产生很大的总压损失。且在这类调节过程中无法考虑两部件内不良流动现象并合理地进行抑制。因此，在某些调节工况下不但不能有效提高效率，反而有可能造成效率的下降。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷和不足，本发明的目的是提供一种离心压缩机使用的抽排气前置导叶与有叶扩压器联合调节装置与调节方法，调节过程中可实现对前置导叶以及扩压器叶片表面流动分离的有效抑制，减少总压损失并提高压缩机工作效率。

为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：

一种抽排气前置导叶与有叶扩压器联合调节装置，包括设置在离心压气机进气流道中的进气流量调节装置以及设置在离心压气机叶轮出口处并位于压气机蜗壳中的有叶扩压器，其特征在于，

所述进气流量调节装置包括多个沿周向均匀布置在离心压气机进气流道中并沿径向延伸且安装角可调的前置导叶、一导叶集气环和一导叶安装角调节机构，所述有叶扩压器包括多个垂直设置在扩压器本体上并沿周向均匀布置且安装角可调的扩压器叶片、一扩压器集气环和一扩压器叶片安装角调节机构，所述导叶集气环、导叶安装角调节机构均设置在所述进气流道的侧壁机匣内，所述扩压器集气环、扩压器叶片安装角调节机构均设置在所述扩压器本体内，其中，

每一所述前置导叶、扩压器叶片的中空腔体中均设置一从叶片前缘延伸至叶片尾缘的隔板，从而将所述中空腔体分隔为靠近叶片吸力面的第一腔体和靠近叶片压力面的第二腔体；

每一所述前置导叶的吸力面和压力面上靠近叶片前缘处均设有多个沿展向分布并与中空腔体连通的通孔；每一所述扩压器叶片的吸力面和压力面上靠近叶片尾缘处均设有多个沿展向分布并与中空腔体连通的通孔；

每一所述前置导叶、扩压器叶片的底壁上均固定设置一向外延伸的转轴，所述转轴内设有沿轴线延伸的第一通道和第二通道，所述第一通道、第二通道分别与所述第一腔体、第二腔体连通；

所述导叶集气环的内侧壁上、所述扩压器集气环的外端面上，分别沿周向均匀固定设置有多个与集气环内腔连通的通气支管，每一所述通气支管靠近出口的内壁上均设置一基本呈半圆形的挡板；

每一所述转轴的外径基本与所述通气支管的内径相当，且每一所述转轴的末端均以可转动的方式插设在一所述通气支管的出口位置并顶抵在所述挡板的外表面上，使得每一所述转轴均通过一所述通气支管与集气环内腔连通；