[发明专利]一种带动力回收涡轮的压气机试验台

说明书

本发明涉及压气机技术领域，具体涉及一种带动力回收涡轮的压气机试验台，包括全尺寸的试验压气机，试验压气机的进口设置有进气室，进气室连接进气系统；试验压气机的转子前端连接动力系统，由冷端输入动力；试验压气机的出口设置有扩压段，扩压段连接空气涡轮，用以回收动力；空气涡轮的转子前端与试验压气机的转子后端同轴连接；空气涡轮的出口连接试验台排气道；扩压段的外缸上设置有调节部件。本发明能够降低压气机试验台的能源消耗，压气机试验的动力源仅需提供实际功率需求的30％左右即可支撑压气机性能试验的开展；降低整机试验的加工成本和周期；本发明的辅助系统可适当改造后承担后续的整机试验任务，提高试验台的利用率。

技术领域

本发明涉及压气机技术领域，具体涉及一种带动力回收涡轮的压气机试验台。

背景技术

压气机试验是验证压气机气动性能和结构设计的有效手段，是燃机研发过程中的必要一环。传统的压气机试验台常以单一动力源驱动压气机开展试验，较常见的动力源为静止变频器和变频电机结合，或者是燃气轮机，或者是定频电机和液力变扭器结合。压气机试验过程中，压气机的功率消耗较大，而降低压气机功率消耗的方式通常是依靠进气节流降低压气机的进气流量进而降低压气机的功率消耗，这种方式会伴随由于雷诺数降低而导致的试验压气机性能衰减。

中国专利CN108279127B公开了一种压气机综合性能试验台，试验压气机、两用电机、试验涡轮同轴连接，第一系统进气道和第二系统进气道并联后连通试验压气机进气口，第一压气机出口支路连通回热器的冷端进气口，经回热器冷端支路连通回热器的冷端出口，第二压气机出口支路分别连接粗调节支路和微调节支路，粗调节支路、微调节支路以及回热器冷端出口后管路汇合后依次连通电加热器、涡轮进气口，第三压气机出口支路连通排气道，第一涡轮出口支路连通回热器的热端进口，经回热器热端支路连通回热器的热端出口，之后连通排气道，第二涡轮出口支路连通排气道。该试验台不仅能够承担常规的压气机性能试验，还具备了压气机的湿压缩试验，布雷顿循环性能试验能力。但是这种试验台管网布置复杂，且缺少级间放气系统，功能难以满足工业燃机的压气机试验需求，与燃机整机试验台的通用性较低，后续试验台难以改造为燃机整机试验台，不利于开展燃机产品的系列化试验。

因此，亟需设计一种带动力回收涡轮的压气机试验台，利用空气涡轮回收试验压气机所排出的高温高压空气，通过与试验压气机同轴布置，有效降低试验压气机的功率消耗，最大程度的满足工业燃机压气机试验的实际需求，尽可能还原压气机在燃机整机中的工作状态，获取最为接近实际应用的压气机试验结果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种带动力回收涡轮的压气机试验台，技术方案如下：

一种带动力回收涡轮的压气机试验台，包括全尺寸的试验压气机，所述试验压气机的进口设置有进气室，所述进气室连接进气系统；所述试验压气机的转子前端连接动力系统，由冷端输入动力；所述试验压气机的出口设置有扩压段，所述扩压段连接空气涡轮，用以回收动力；所述空气涡轮的转子前端与所述试验压气机的转子后端同轴连接；所述空气涡轮的出口连接试验台排气道；所述扩压段与所述空气涡轮之间设置有调节部件，用于调节所述试验压气机的排气压力和所述空气涡轮的进气压力。

进一步地，所述调节部件为设置在所述扩压段外缸上的旋转隔板节气门，所述旋转隔板节气门与所述试验压气机的转子中心线垂直设置，所述旋转隔板节气门包括转动环和固定环；所述转动环上设置有若干堵板，所述固定环上设置有若干与所述堵板对应的通气窗；所述转动环旋转时，所述堵板与所述通气窗重叠部分不断变化，调节所述试验压气机的排气压力和所述空气涡轮的进气压力。

进一步地，所述调节部件也可以为设置在所述空气涡轮进口的可调喷嘴，所述可调喷嘴旋转时，调节所述试验压气机的排气压力和所述空气涡轮的进气压力。

进一步地，所述试验压气机内设置有可调静叶，所述可调静叶的数量至少为一列。