[发明专利]消除二次流损失的大型水蒸气离心压缩机蜗壳及其方法

说明书

一种消除二次流损失的大型水蒸气离心压缩机蜗壳及其方法，属于蒸发浓缩及动力工程领域。本发明提出的蜗壳由扩压器，左导流板，右导流板，蜗壳本体等组成。利用加装在蜗壳本体内的导流板，有效减少了蜗壳内流体流动过程中形成的二次涡流损失，提升了蜗壳的气动性能，同时通过导流板上的串流孔，减少导流板壁面由于附面层增厚形成的流动损失；此外，降低了蜗壳本体在压缩机内外压差下的变形量，对蜗壳本体起到了支撑作用，降低了叶轮与压缩机机壳刮擦的可能性。本发明有效降低了扩压器气流在蜗壳内的流动损失，提高了离心式压缩机的运行效率，并提升了负压运行离心式压缩机的安全性，符合国家工业节能减排发展战略的目标。

技术领域

本发明涉及一种消除二次流损失的大型水蒸气离心压缩机蜗壳及其方法，属于蒸发浓缩及动力工程领域。

背景技术

水蒸气压缩机是蒸发浓缩领域，特别是蒸汽再压缩系统中的核心部件，通过压缩机提升水蒸气的温度及压力以建立其与来料的换热温差，从而回收水蒸气的潜热，具有显著的节能效果。压缩机中的气流从扩压器中流出进入蜗壳后，由于蜗壳中存在二次流损失，最终导致蜗壳的气动效率低下，且由于水蒸气压缩机工作在负压条件下，不可避免使蜗壳产生径向变形，最终导致叶轮和机壳的刮擦，降低了压缩机运行的安全性。而目前对提升水蒸气压缩机蜗壳气动效率及抑制相应变形方面的研究并没有引起重视，缺少有效的解决方法。

发明内容

本发明的目的在于提出一种消除二次流损失的大型水蒸气离心压缩机蜗壳及其方法。

一种消除二次流损失的大型水蒸气离心压缩机蜗壳，包括蜗壳本体和位于蜗壳本体中间的扩压器；

其特征在于：

蜗壳本体与扩压器之间布置有2-3个弧形导流板，

弧形导流板的第一端与扩压器出口连接，第二端延伸至蜗壳本体出口流道；

弧形导流板设置有串流孔。

上述消除二次流损失的大型水蒸气离心压缩机蜗壳方法，其特征在于包括以下过程：经过叶轮加速后的水蒸气进入扩压器，经扩压器扩压后水蒸气进入蜗壳本体与弧形导流板形成的若干个流道内，同时，流道间的气流可以通过串流孔沿径向向外扩散，最终流道流出的水蒸气经蜗壳本体出口流出。

上述的消除二次流损失的大型水蒸气离心压缩机蜗壳中弧形导流板第二端高度低于蜗壳本体出口，并等分蜗壳本体出口流道，有利于减少蜗壳内部二次流产生的流动损失，提升蜗壳气动效率。

上述的消除二次流损失的大型水蒸气离心压缩机蜗壳扩压器为叶片扩压器结构。有利于提升扩压器的整体流动效率。

上述的消除二次流损失的大型水蒸气离心压缩机蜗壳弧形导流板与蜗壳本体焊接成整体，有利于蜗壳结构安全性的提升。

上述的消除二次流损失的大型水蒸气离心压缩机蜗壳弧形导流板第一端与扩压器出口圆周相切，有利于组织气流，减少流动损失。

与现有技术相比，本发明至少具有如下优点：通过设置导流板，有效组织水蒸气扩压气流，将原有蜗壳中的气流分流，可以有效减少蜗壳内涡流，特别是产生的二次涡流对蜗壳气动效率的不利影响，同时由于串流孔的存在，可以使流道间的气流产生径向流动，降低由于导流板壁面附面层增厚导致的附面层损失，提升了压缩机的能头系数和绝热效率；此外，导流板的设置实际降低了蜗壳本体在压缩机内外压差下的变形量，对蜗壳本体起到了支撑作用，降低了叶轮与压缩机机壳刮擦的可能性。本发明实现了水蒸气压缩机的安全高效运行，提高了能源的总体利用效率，符合国家节能减排的发展战略目标。

附图说明

图1是现有的水蒸气压缩机蜗壳；

图2是本发明消除二次流损失的大型水蒸气离心压缩机蜗壳；

图中标号名称：1扩压器，2蜗壳本体，3右导流板，4左导流板，5串流孔。