[发明专利]一种PCL压缩机模型级及其设计方法

说明书

技术领域

本发明属于离心式压缩机用高效模型级，具体地说是一种PCL压缩机模型级及其设计方法，适用于长输管线装置用PCL压缩机产品的模化设计。 

背景技术

在离心压缩机的开发过程中，模型级的设计非常关键，新产品的研发依赖于与之相对应的模型级。 

我国西部的天然气资源十分丰富，把西部的天然气资源输送到中、东部的“西气东输”工程是一项关系到我国现代化民生的重大工程，需要在数千公里上建近百个加压站才能实现。加压站的核心设备就是管线压缩机(PCL压缩机)。数百台压缩机的能耗相当巨大，所以尽可能地提高管线压缩机效率，对节省能耗具有十分重大意义。 

由于机组效率、变频电机、燃气轮机机组成套设计能力等多方面原因，西气东输一期工程中的压缩机主要依赖进口，不但价格昂贵，而且依赖国外必然带来经济安全性等重大问题。管线压缩机国产化的首要问题是提高压缩机组效率，因此研发高效率的管线压缩机专用三元流模型级意义非常重大。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于长输管线装置中PCL压缩机产品设计的模型级及其设计方法，使上述压缩机产品机组效率得以显著提高，减少机组的功耗。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 

一种PCL压缩机模型级，所述模型级位于压缩机内，包括叶轮、无叶扩压器、弯道及回流器，其中叶轮位于模型级的入口位置，在叶轮的出口设有无叶扩压器，所述回流器位于模型级的出口位置，无叶扩压器与回流 器之间通过弯道相连通；所述模型级的机器马赫数M_u2＝0.35～0.45，流量系数Φ₁＝0.03～0.12，能头系数τ＝0.3～0.8，多变效率η_pol＝0.87～0.88。 

所述机器马赫数M_u2的计算公式如下： 

Mu2=u2a=πnD260ZKRTin,]]>其中： 

u₂-叶轮外径处的线速度； 

a-叶轮外径处的音速； 

n-叶轮转速； 

D₂-叶轮出口直径； 

Z-压缩性系数； 

K-绝热指数； 

R-气体常数； 

T_in-叶轮入口温度。 

所述流量系数Φ₁的计算公式如下： 

Φ1=4×Qin3600×πD22u2,]]>其中： 

Q_in-叶轮入口容积流量； 

D₂-叶轮出口直径； 

u₂-叶轮外径处的线速度。 

所述多变效率η_pol的计算公式如下：