天然气管道掺氢输送对离心压缩机气动性能的影响

摘要：

为研究天然气管道掺氢输送对离心压缩机气动性能和稳定工作范围的影响,以川气东送管道的GEPCL503压缩机为研究对象进行三维几何建模,采用RANS方法对该压缩机进行三维仿真模拟并与文献实验数据进行对比,验证了数值仿真模型的准确性.基于三维仿真模型研究了不同掺氢比、进口温度对离心压缩机气动性能和喘振裕度的影响.结果表明:随着天然气掺氢比的提高,压缩机的总压比和喘振裕度随之下降,当掺氢比达到20％时,喘振裕度降低19.78％,压比下降6.44％.在近喘振工况下,泄漏涡轨迹前移,泄漏涡强度得到增强,进而扩大了压力面低速区域面积,进一步加快了泄漏流与主流、压力面二次流的掺混,加剧了压力面流动分离和下游通道堵塞程度,其是导致掺氢比增加后压缩机稳定工作范围减少的主要原因.在10％掺氢比下,当进口温度由288 K升至323 K时,对于相同的体积流量,离心压缩机的总压比降低4.27％,等熵效率下降0.65％,喘振裕度增加13.03％,能量流量下降17.4％.研究结果可为天然气掺氢输送压缩机的设计及安全运行提供理论基础.

关键词：天然气管道、掺氢输送、离心压缩机、气动性能、喘振裕度

所属期刊栏目：42

分类号：TE832(石油、天然气储存与运输)

资助基金：国家自然科学基金;北京市教育委员会科技计划一般项目;北京市教委-市基金委联合基金资助项目

在线出版日期：2023-05-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：398-406