离心压缩机湿压缩的气动性能分析和强度校核研究
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压缩的强度校核。结果发现 ： 在合 理选 取 的 进 气 温 度 为 ３ ｏ 喷 水量 为 工 质 流 量 的 １ 时 ， 压 缩 机 的 出 口温 ０Ｃ， ％ 此
度 明 显 降 低 ， 量 增 加 ， 位 质 量 工 质 所 需 要 的耗 功 也 降低 ； 水 滴 直 径 为 ５ｘ 时 ， 叶 片 强 度 影 响 很 小 。此 流 单 在 １ ｍ 对 研 究 为 离 心 压 缩 机 湿 压 缩 的发 展 和 安 全 使 用 提 供 了一 定 的 基 础 。 关 键 词 ： 心压 缩 机 ； 压 缩 ； 动 特 性 ； 度校 核 离 湿 气 强 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ９— ８９ ２ １ ）２— ０７— ４ １０ ２ ８ （０ １ ０ ０ ４ ０
ｌ 湿 压 缩 特 性 及 水 滴 蒸 发 模 型
湿 压缩 过程 的关键 是 压缩 过程 中 的热力 学过 程
水 滴在 沸点 之上 或者 之下 ， ｎ ｉｅ 程定 义如 下 ： Ａ ｔｎ 方 ｏ
Ｐ ＝ ｘ（ Ｐ ｅｐ Ａ一 ） （） １
收 稿 日期 ：００—１ ２１ ０—０ 改 稿 日期 ：０ ０— １ ２ ９ ２１ １ — ６ 作 者 简 介 ： 小 鹏 （９ ４一） 山 东 烟 台 人 ， 士 ， 事 叶 轮 机 械 热 力 设 计 、 片 开 发 、 动 分 析 和 强度 校 核 的工 作 。 辛 １８ ， 硕 从 叶 气
湿 压缩过程 如 图 １所 示 ， 中 １— 其 ２过程 表 示实 际干压缩过程 ； ’ ｗ过 程表 示先 冷却后 压缩 的湿 １ 一２
念， 并在 燃 气轮机 联合 循环 上进 行 了方案 设计 ¨ 。
近几 年 湿压 缩 技 术在 国外 获 得 了很 大 发 展 ， 美
国 Ｇ Ｅ公 司 的 Ｌ ０ ０机 组 和 Ａ Ｓ Ｏ 的 Ｇ ｇ Ｍ６ ０ ＬＴ Ｍ Ｔ Ｄ机
第２ ４卷
第 ２期
《 燃
气
轮
机
技
术》
Ｖｏ． Ｎｏ． １２４ ２
２ １ 年 ６月 ０１
ＧＡＳ ＴＵＲＢＩ ＮＥ ＥＣＨＮｏＬｏＧＹ Ｔ
Ｊ ｎ ， ０１ Baidu Nhomakorabea ．２ １
离 心 压 缩 机 湿 压 缩 的气 动 性 能 分 析 和 强 度 校 核 研 究
辛 小鹏 隋永枫 ， 旭 东 刘 象拯 张 军辉 ， 丁 ， ，
∞。 。
２ ６ ７ ＋０ ． ８ ｅ ０５
２ 湿 压 缩 气 动 分 析
２ １ＣＦ 方 法 ． Ｄ
－
｛ ２ １３ ＋ ０ ．９ ｅ ０ ５
｛ １ ９ｅ０５ ． ８ ＋ ０ ６
４ ．０ｅ０５ １ ４＋０ ２
｛ ７ １１ ＋ ０ ．０ ｅ ０ ４
４ ８
燃气 轮机 技 术
Ｐｒ ｓ ｕ ｅ ｅ ｓ ｒ Ｃ ｎｔ ｒ Ｏ ｏｕ １
・
第２ ４卷
Ｐ 为蒸 汽压 力 ， 为参 考 压 力 。式 中系 数 Ａ、 Ｐ Ｂ、 Ｃ非常关 键 ， 由用 户 自己定 义 ， 取 为 ２ ． ９ ， ３ １６４
为 ３８ ６ ４ Ｃ为 一 ６ １ 。 １． ４， ４ ． ３
压缩 过程 ； ２ 过程 表示 等熵 压缩 过 程 ； ２ 过程 １— ｓ １— ｔ 表示等温压 缩过 程 。由于 湿压 缩过 程 中水滴 蒸 发会 吸收热量 ， 工 质 的温度 降低 ， 温熵 图上介 于 等 导致 在
温过程与实 际多变过程之 间。
组采用 了湿 压缩 技术 ， 已经投 入商业 运 行 ， 取得 了 并 较好效 果 。 。 国内也展 开 了对湿 压缩 技 术 的研 究 和应用 ： 庆石化 公 司裂 解 气 压 缩机 组 采 用 了喷 水 大 湿压缩 技术 ， 改造 的压 缩 机 组前 ３段 裂 解 气 出 口 经 温度 由 １５ 下 降 到 了 ８ ℃ 以下 ， ０℃ ５ 解决 了裂 解 气 的
结 焦 问题 ， 抑制 了裂解 气压 缩机 组 内聚合 结垢 ， 障 保 了机组 的 工 作 效 能 及 其 安 全 平 稳 运 行 。影 响 湿
压缩 的因 素 比较 多 ， 水 滴 直 径 、 湿 量 、 滴 温 度 如 加 水 及大 气温 度 、 压缩 机结 构 、 比、 压 流量 等 ， 只有 合理 选 择上 述 的条件 才 能 达 到较 好 的湿 压缩 效 果 ， 否
图 １ 湿 压 缩 过 程 的温 熵 不 意 图
则会起 到相 反 的效 果 。湿压 缩 是 一 个 复 杂 的 过程 ，
为 了合 理地 应用 湿 压 缩 ， 要 进 一 步分 析 湿 压 缩 的 需
气动性 能并 进行 强度 校核 。
１２水滴蒸 发模 型 ．
水 滴蒸 发模 型关 键 是 通 过 Ａ ｔｉｅ方 程来 定 义 ｎｏｎ
中 图 分 类 号 ：Ｋ ５ Ｔ ４２
湿压 缩 是 指 通 过 在 压 缩 机 的 进 口或 者 级 问 喷
和水滴 蒸 发过程 ， 具体 内容 如下 。 其
１ １湿 压缩 特性 ．
水 ， 到 降低 出 口温 度 ， 高压 缩机 性能 的一 种热 力 达 提
过程 。１４ ９ ７年 Ｋ ｅ ｓｈ ｄ 首 先 提 出 了 湿 压 缩 概 ｌｉ ｅ ｍｉ ｎ ｔ
（ ． 江省 工业汽 轮机 转子 动 力 学研 究 重点 实验 室 ， 州 ３ ０ ２ ； １浙 杭 １０ ２ ２ 杭 州汽轮 动 力集 团 中央研 究院博 士后 科研 工作 站 ， 州 ． 杭 ３０２ １０ ２；
３ 西安 交通 大 学动 力工程 及 工程 热物理 博 士后 流动站 ， ． 西安
摘
７０４ ） １０ ９
要 ： 用 湿 压缩 技 术 可 以 降 低 压 缩 机 出 口的 温 度 ， 采 有效 解 决 裂解 气 的 结 焦 问 题 。采 用 Ｃ Ｄ方 法 对 某 离 心 Ｆ
压缩 机 进 行 了 湿 压 缩 的 气 动 性 能 分 析 ， 将气 动 计 算 所 得 到 的 叶 片表 面 压 力 加 载 到 Ｃ Ｅ模 型 中 ， 而 进 行 了湿 Ａ 从
度 明 显 降 低 ， 量 增 加 ， 位 质 量 工 质 所 需 要 的耗 功 也 降低 ； 水 滴 直 径 为 ５ｘ 时 ， 叶 片 强 度 影 响 很 小 。此 流 单 在 １ ｍ 对 研 究 为 离 心 压 缩 机 湿 压 缩 的发 展 和 安 全 使 用 提 供 了一 定 的 基 础 。 关 键 词 ： 心压 缩 机 ； 压 缩 ； 动 特 性 ； 度校 核 离 湿 气 强 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ９— ８９ ２ １ ）２— ０７— ４ １０ ２ ８ （０ １ ０ ０ ４ ０
ｌ 湿 压 缩 特 性 及 水 滴 蒸 发 模 型
湿 压缩 过程 的关键 是 压缩 过程 中 的热力 学过 程
水 滴在 沸点 之上 或者 之下 ， ｎ ｉｅ 程定 义如 下 ： Ａ ｔｎ 方 ｏ
Ｐ ＝ ｘ（ Ｐ ｅｐ Ａ一 ） （） １
收 稿 日期 ：００—１ ２１ ０—０ 改 稿 日期 ：０ ０— １ ２ ９ ２１ １ — ６ 作 者 简 介 ： 小 鹏 （９ ４一） 山 东 烟 台 人 ， 士 ， 事 叶 轮 机 械 热 力 设 计 、 片 开 发 、 动 分 析 和 强度 校 核 的工 作 。 辛 １８ ， 硕 从 叶 气
湿 压缩过程 如 图 １所 示 ， 中 １— 其 ２过程 表 示实 际干压缩过程 ； ’ ｗ过 程表 示先 冷却后 压缩 的湿 １ 一２
念， 并在 燃 气轮机 联合 循环 上进 行 了方案 设计 ¨ 。
近几 年 湿压 缩 技 术在 国外 获 得 了很 大 发 展 ， 美
国 Ｇ Ｅ公 司 的 Ｌ ０ ０机 组 和 Ａ Ｓ Ｏ 的 Ｇ ｇ Ｍ６ ０ ＬＴ Ｍ Ｔ Ｄ机
第２ ４卷
第 ２期
《 燃
气
轮
机
技
术》
Ｖｏ． Ｎｏ． １２４ ２
２ １ 年 ６月 ０１
ＧＡＳ ＴＵＲＢＩ ＮＥ ＥＣＨＮｏＬｏＧＹ Ｔ
Ｊ ｎ ， ０１ Baidu Nhomakorabea ．２ １
离 心 压 缩 机 湿 压 缩 的气 动 性 能 分 析 和 强 度 校 核 研 究
辛 小鹏 隋永枫 ， 旭 东 刘 象拯 张 军辉 ， 丁 ， ，
∞。 。
２ ６ ７ ＋０ ． ８ ｅ ０５
２ 湿 压 缩 气 动 分 析
２ １ＣＦ 方 法 ． Ｄ
－
｛ ２ １３ ＋ ０ ．９ ｅ ０ ５
｛ １ ９ｅ０５ ． ８ ＋ ０ ６
４ ．０ｅ０５ １ ４＋０ ２
｛ ７ １１ ＋ ０ ．０ ｅ ０ ４
４ ８
燃气 轮机 技 术
Ｐｒ ｓ ｕ ｅ ｅ ｓ ｒ Ｃ ｎｔ ｒ Ｏ ｏｕ １
・
第２ ４卷
Ｐ 为蒸 汽压 力 ， 为参 考 压 力 。式 中系 数 Ａ、 Ｐ Ｂ、 Ｃ非常关 键 ， 由用 户 自己定 义 ， 取 为 ２ ． ９ ， ３ １６４
为 ３８ ６ ４ Ｃ为 一 ６ １ 。 １． ４， ４ ． ３
压缩 过程 ； ２ 过程 表示 等熵 压缩 过 程 ； ２ 过程 １— ｓ １— ｔ 表示等温压 缩过 程 。由于 湿压 缩过 程 中水滴 蒸 发会 吸收热量 ， 工 质 的温度 降低 ， 温熵 图上介 于 等 导致 在
温过程与实 际多变过程之 间。
组采用 了湿 压缩 技术 ， 已经投 入商业 运 行 ， 取得 了 并 较好效 果 。 。 国内也展 开 了对湿 压缩 技 术 的研 究 和应用 ： 庆石化 公 司裂 解 气 压 缩机 组 采 用 了喷 水 大 湿压缩 技术 ， 改造 的压 缩 机 组前 ３段 裂 解 气 出 口 经 温度 由 １５ 下 降 到 了 ８ ℃ 以下 ， ０℃ ５ 解决 了裂 解 气 的
结 焦 问题 ， 抑制 了裂解 气压 缩机 组 内聚合 结垢 ， 障 保 了机组 的 工 作 效 能 及 其 安 全 平 稳 运 行 。影 响 湿
压缩 的因 素 比较 多 ， 水 滴 直 径 、 湿 量 、 滴 温 度 如 加 水 及大 气温 度 、 压缩 机结 构 、 比、 压 流量 等 ， 只有 合理 选 择上 述 的条件 才 能 达 到较 好 的湿 压缩 效 果 ， 否
图 １ 湿 压 缩 过 程 的温 熵 不 意 图
则会起 到相 反 的效 果 。湿压 缩 是 一 个 复 杂 的 过程 ，
为 了合 理地 应用 湿 压 缩 ， 要 进 一 步分 析 湿 压 缩 的 需
气动性 能并 进行 强度 校核 。
１２水滴蒸 发模 型 ．
水 滴蒸 发模 型关 键 是 通 过 Ａ ｔｉｅ方 程来 定 义 ｎｏｎ
中 图 分 类 号 ：Ｋ ５ Ｔ ４２
湿压 缩 是 指 通 过 在 压 缩 机 的 进 口或 者 级 问 喷
和水滴 蒸 发过程 ， 具体 内容 如下 。 其
１ １湿 压缩 特性 ．
水 ， 到 降低 出 口温 度 ， 高压 缩机 性能 的一 种热 力 达 提
过程 。１４ ９ ７年 Ｋ ｅ ｓｈ ｄ 首 先 提 出 了 湿 压 缩 概 ｌｉ ｅ ｍｉ ｎ ｔ
（ ． 江省 工业汽 轮机 转子 动 力 学研 究 重点 实验 室 ， 州 ３ ０ ２ ； １浙 杭 １０ ２ ２ 杭 州汽轮 动 力集 团 中央研 究院博 士后 科研 工作 站 ， 州 ． 杭 ３０２ １０ ２；
３ 西安 交通 大 学动 力工程 及 工程 热物理 博 士后 流动站 ， ． 西安
摘
７０４ ） １０ ９
要 ： 用 湿 压缩 技 术 可 以 降 低 压 缩 机 出 口的 温 度 ， 采 有效 解 决 裂解 气 的 结 焦 问 题 。采 用 Ｃ Ｄ方 法 对 某 离 心 Ｆ
压缩 机 进 行 了 湿 压 缩 的 气 动 性 能 分 析 ， 将气 动 计 算 所 得 到 的 叶 片表 面 压 力 加 载 到 Ｃ Ｅ模 型 中 ， 而 进 行 了湿 Ａ 从