【目的】大容量多段蒸気軸流圧縮機が高温上昇蒸気機械的再圧縮（mechanical vapor recompression, MVR）運転条件で稼働した際の、羽根根部角区分離による性能損失問題を対象とする。【方法】あるMVRシステムの5段蒸気軸流圧縮機を研究対象とし、各段の固定子羽根に適切な曲げ角度を設定し、検証済みの数値シミュレーション手法を用いて直線固定子基準案と曲線固定子案の数値計算を行った。【結果】結果は、固定子曲げ羽根設計により設計運転条件下で総圧比が要求を満たす場合、曲線固定子案の効率が直線固定子基準案に比べて6.1％向上することを示した。曲線固定子は中間段の圧力比および段効率を概ね向上させる。流れ場解析は、曲げ羽根が羽根表面の荷重の半径方向分布を変え、一部の端部高荷重を中間の高効率領域に移すこと、また端部の圧力勾配を調整し羽根根部角区の逆螺旋流動および二次流の強度を弱め、羽根根部及び端部近傍の流れをより滑らかで均一にし、端部損失を著しく低減することを示した。【結論】適度な固定子正曲げは大容量多段蒸気軸流圧縮機の羽根根部角区分離を効果的に改善し、端部損失を低減し、基準案の総圧比を維持しながら全機効率を向上させ、安定運転特性を改善する。これはMVRシステム用多段蒸気軸流圧縮機の固定子曲げ羽根設計および性能向上の参考となる。

軸流圧縮機;蒸気機械的再圧縮;固定子;曲げ羽根;空力性能