[发明专利]适用于多级离心压缩机的可调变弯度回流器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种适用于多级离心压缩机的可调变弯度回流器及其控制方法，适用于压缩空气储能系统多级离心式压缩机领域，其中的变弯度回流器叶片包括独立可调的前缘调节段和固定的尾缘固定段。变弯度回流器通过一套独立的回流器叶片调节结构，可以改变前缘调节段的进口安装角度。本发明的主要优点是，回流器在多级离心式压缩机变工况时可以更好地适应上游流动状况，叶片通过调整进口安装角减小了进口冲击损失，改善了回流器内部流场状况，提升了压缩机工作性能，进而提升了储能系统整体性能。

技术领域

本发明属于压缩空气储能技术领域，涉及多级离心压缩机的回流器，具体涉及一种适用于多级离心压缩机的可调变弯度回流器及其控制方法。

背景技术

大规模压缩空气储能技术具有不受地理条件限制、储能效率高、对环境友好和可回收废热余热等优点，在电网削峰填谷、可再生能源并网及分布式能源系统中具有重要价值，被认为是最具发展潜力的大规模物理储能技术之一。结合压缩空气储能技术的特点，系统所用压缩机通常选用多级离心式压缩机。回流器是多级离心式压缩机主要部件之一，其性能对整机的效率、压比和运行工况范围等有重要影响。

目前多级离心式压缩机常用的回流器结构是由隔板和导流叶片组成，其导流叶片通常和气缸铸成一体或分开制造后用螺栓连接，使得导流叶片进口安装角固定。而回流器叶片进口安装角关系到回流器进口冲击损失和叶面上边界层的流动状况，在设计工况下往往性能较好，但在非设计工况下的性能较差。且在小流量工况下，过大的进口安装角使回流器叶片上的失速、旋涡脱落等流动现象提前发生，导致回流器内压力的强烈波动而触发压缩机的喘振，流量调节范围变窄。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的在于提供一种适用于多级离心压缩机的可调变弯度回流器及其控制方法，通过将回流器叶片设置成前缘调节段和尾缘固定段，并通过设置前缘调节结构，以改变各前缘调节段的进口安装角度，可更好地适应上游流动状况，提高整机性能；通过将尾缘固定段的叶片数目设置为大于前缘调节段叶片数目，能够有效提升下一级压缩机进口流场品质。通过上述结构设置，本发明的适用于多级离心压缩机的可调变弯度回流器及其控制方法，可减小现有结构存在的流动损失，改善回流器内部流场状况，提高多级离心压缩机的性能。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：

一种适用于多级离心压缩机的可调变弯度回流器，包括一回流器叶片调节机构、一压缩机隔板以及沿周向均匀布置在所述压缩机隔板前侧的多个回流器叶片，所述压缩机隔板的后侧沿周向均匀布置有多个扩压器叶片，其特征在于，

所述回流器叶片包括沿周向均匀布置在所述压缩机隔板前侧的多个可转动的前缘调节段和多个固定设置的尾缘固定段，所述前缘调节段在径向上布置在所述尾缘固定段的外围，所述尾缘固定段的数量不少于所述前缘调节段，每一所述前缘调节段的后端可转动地与一所述尾缘固定段的前端拼接在一起，且所述前缘调节段的前端形成为所述回流器叶片的前缘，所述尾缘固定段的后端形成为所述回流器叶片的尾缘，所述前缘调节段与尾缘固定段的压力面共同形成为所述回流器叶片的压力面，所述前缘调节段与尾缘固定段的吸力面共同形成为所述回流器叶片的吸力面；

每一所述前缘调节段的后端底壁上均固定设置一传动拉杆，各所述传动拉杆穿过所述压缩机隔板及与所述前缘调节段对应的扩压器叶片的尾缘后与所述回流器叶片调节机构传动连接，所述回流器叶片调节机构通过带动所述传动拉杆旋转调节各所述前缘调节段的进口安装角。

优选地，所述尾缘固定段的叶片数目是前缘调节段叶片数目的N倍(N大于1，N值可以为1、2…)，能够有效提升下一级压缩机进口流场品质。

优选地，各所述前缘调节段沿周向均匀分布在压缩机弯道的出口周围。