1.本发明涉及超临界二氧化碳循环发电技术领域，特别涉及一种优化二氧化碳轴流压缩机管网匹配性的叶片稠度调整方法。
背景技术：
2.随着近些年来发电技术的发展，研究表明发电机组采用超临界二氧化碳代替水蒸气作为循环工质，在一定的功率范围内具有循环效率高、设备结构紧凑、基建初投资小等优点，因此超临界二氧化碳循环发电系统是一项非常具有技术前景的发电方式。
3.对于目前的超临界二氧化碳循环发电技术而言，设计选型的二氧化碳轴流式压缩机经常会出现与现场管网不匹配的现象，若压缩机选型压力高于实际管网阻力，则造成压缩机工况点不在其高效区；若压缩机选型压力低于实际管网阻力，则容易造成压缩机失速喘振等现象；因此本发明提出了一种通过对叶栅稠度进行调整进而对二氧化碳轴流式压缩机管网匹配性进行优化的方法。
技术实现要素：
4.基于以上考虑，本发明的目的在于提供一种优化二氧化碳轴流压缩机管网匹配性的叶片稠度调整方法，用于通过叶栅稠度的调整进而对二氧化碳轴流式压缩机管网匹配性进行优化。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.优化二氧化碳轴流压缩机管网匹配性的叶片稠度调整方法，当现场二氧化碳轴流压缩机选型参数与管网匹配性存在偏差时，在动叶栅效率及扩压度影响不大的基础上，通过调整叶片稠度改变二氧化碳轴流压缩机气动性能来优化其管网匹配性；若原始压缩机入口温度、压力及流量分别为t1、p1及q1，出口压力为p2，为优化其管网匹配性，假设优化后压缩机入口温度、压力及流量不变，出口压力需调整为p`2，优化后压缩机与管网匹配性更好，使压缩机工作在其性能曲线高效区；为防止优化后压缩机最高效率点效率降低，使用的先决条件要求：叶片稠度调整方法步骤如下：步骤一：按照优化后的压缩机出口压力p`2计算压缩机进、出口等熵焓增，并计算优化后等熵焓增的优化系数；假设压缩机各级的等熵焓增的优化系数相同，则得到各个级的级能量头系数的优化系数；步骤二：按照级能量头系数与扭速的关系，得到扭速的优化系数，由于优化前后压缩机转速及流量均不发生变化，因此能够由扭速变动值得到出口气流角的变动值；步骤三：由于优化前后压缩机动叶叶型及安装角均不发生变化，从出口气流角的变化计算优化后出口气流落后角的变化值，进而从优化后出口气流落后角和稠度关系得到优化后所需的最佳稠度，从而通过加减动叶叶片数来达到提升或降低压缩机出力的效果；步骤四：通过进出口气流角和稠度的变化计算各级动叶优化后的扩压因子，校核扩压因子是否超过设计临界值，若不超过，则进行下一步，若超过则停止叶片稠度调整过程；步骤五：通过平均气流角的变化情况，计算优化
后各级动叶栅的叶栅效率，确保叶栅效率不发生大的变动，若满足条件，叶片稠度调整过程结束，否则需要重新设计压缩机。
7.步骤一的具体过程为：根据压缩机入口温度及压力为t1与p1，出口压力p2，查阅二氧化碳物性参数，能够得到优化前压缩机出口等熵温度t
2s
；同时根据出口压力p`2得到优化后压缩机的出口等熵温度t`
2s
，得到优化前、后压缩机进出口等熵焓增h
s
和h`
s
，进而计算得到优化后压缩机等熵焓增优化系数为：假设压缩机各级的等熵焓增优化系数相同且均为ξ
h
，从而得到压缩机各级级能量头系数的优化系数相同且均为ξ
h
，其中δw
i
为第i级均径处扭速，u
i
为第i级叶片均径处圆周速度。
8.步骤二的具体过程为：由于优化后压缩机转速不变，能够确定各级扭速δw
i
的优化系数相同且均为ξ
h
；由于优化后压缩机流量不变，因此动叶进出口轴向速度和动叶入口气流角不变，能够得到优化后各级动叶出口气流角为：其中β2′
i
为优化后各级动叶出口气流角；β
1i
为各级动叶入口气流角；c
ai
为各级动叶进出口气流轴向速度。
9.步骤三的具体过程为：由于优化后动叶叶型及安装角不变，得到优化后出口气流落后角为：δ
i
′
＝β
2ai
‑
β2′
i
，其中β
2ai
为各级动叶叶型出口几何角；进而得到优化后叶栅稠度为其中δ
i
为优化前各级动叶气流落后角；τ
i
为优化前各级动叶叶栅稠度；进而得到优化后的各级动叶叶片数为：其中z
i
为优化前的各级动叶叶片数。
10.步骤四的具体过程为：优化后各级动叶叶片数确定后，需要对优化后每级动叶叶根及叶顶处叶栅的扩压因子进行校核，要求动叶叶顶处d
i
＜0.4，动叶叶根处d
i
＜0.6，若动叶叶栅扩压因子超过允许值的5％，则叶片稠度调整过程停止。
11.步骤五的具体过程为：假设稠度小范围调整不影响叶栅升阻比μ，则优化前、后平均气流角分别为复核优化后各级动叶栅效率与优化前动叶栅效率关系均满足条件：若满足以上条件，则叶片稠度调整过程结束，否则需要重新设计压缩机。
12.和现有技术相比较，本发明具备如下优点：
13.当二氧化碳轴流压缩机选型参数与管网匹配性存在少量偏差时，采用该方法只需要对压缩机稠度及叶片数进行调整，可以快速经济地提高压缩机与管网匹配性及压缩机运
行效率，不需要对压缩机进行重新设计和整体改造，可以大幅节省压缩机的改造周期及改造费用。
具体实施方式
14.下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
15.本发明提出了一种优化二氧化碳轴流压缩机管网匹配性的叶片稠度调整方法，当二氧化碳轴流压缩机选型参数与管网匹配性存在偏差时，在动叶栅效率及扩压度影响不大的基础上，可通过调整叶片稠度改变二氧化碳轴流压缩机气动性能来优化其管网匹配性。
16.1)若原始压缩机入口温度、压力及流量分别为t1、p1及q1，出口压力为p2，为优化其管网匹配性，假设优化后压缩机入口温度、压力及流量不变，出口压力需调整为p`2，优化后压缩机与管网匹配性更好，可使压缩机工作在其性能曲线高效区。为防止优化后压缩机最高效率点效率降低，本方法使用的先决条件要求：
17.2)根据压缩机入口温度及压力为t1与p1，出口压力p2，查阅二氧化碳物性参数，能够得到优化前压缩机出口等熵温度t
2s
；同时根据出口压力p`2得到优化后压缩机的出口等熵温度t`
2s
，得到优化前、后压缩机进出口等熵焓增h
s
和h`
s
，进而计算得到优化后压缩机等熵焓增优化系数为：假设压缩机各级的等熵焓增优化系数相同且均为ξ
h
，从而得到压缩机各级级能量头系数的优化系数相同且均为ξ
h
，其中δw
i
为第i级均径处扭速，u
i
为第i级叶片均径处圆周速度。
18.3)由于优化后压缩机转速不变，能够确定各级扭速δw
i
的优化系数相同且均为ξ
h
；由于优化后压缩机流量不变，因此动叶进出口轴向速度和动叶入口气流角不变，能够得到优化后各级动叶出口气流角为：其中β2′
i
为优化后各级动叶出口气流角；β
1i
为各级动叶入口气流角；c
ai
为各级动叶进出口气流轴向速度。
19.4)由于优化后动叶叶型及安装角不变，可得到优化后出口气流落后角为：δ
i
′
＝β
2ai
‑
β2′
i
，其中β
2ai
为各级动叶叶型出口几何角；进而得到优化后叶栅稠度为其中δ
i
为优化前各级动叶气流落后角；τ
i
为优化前各级动叶叶栅稠度；进而得到优化后的各级动叶叶片数为：其中z
i
为优化前的各级动叶叶片数。
20.5)优化后各级动叶叶片数确定后，需要对优化后每级动叶叶根及叶顶处叶栅的扩压因子进行校核，要求动叶叶顶处d
i
＜0.4；动叶叶根处d
i
＜0.6，若动叶叶栅扩压因子超过允许值的5％，则叶片稠度调整过程停止，若不超过，则进行下一步。
21.6)稠度小范围调整不影响叶栅升阻比μ，则优化前、后平均气流角分别为及复核优化后各级动叶栅效率与优化前动叶栅效率关系均满足条件：若满足以上条件，则叶片稠度调整过程结束，否则需要重新设计压缩机。
22.优化二氧化碳轴流压缩机管网匹配性的叶片稠度调整方法，当现场二氧化碳轴流压缩机选型与管网匹配性存在偏差时，在动叶栅效率及扩压度影响不大的基础上，通过调整叶片稠度改变二氧化碳轴流压缩机气动性能来优化其管网匹配性。首先按照优化后的压缩机出口压力计算其进出口等熵焓增，得到等熵焓增、各级能量头系数、扭速等的优化系数；其次通过扭速变动值得到出口气流角的变动值，进而从出口气流角的变化值计算出口气流落后角的变化值，按照落后角和稠度关系得到优化后所需的最佳稠度及叶片数，最终达到通过加减叶片数来达到提升或降低压缩机出力的效果；该方法使用前需要校核各级扩压因子和叶栅效率，保证扩压因子和叶栅效率变动均在允许的范围内。