张周卫，张梓洲，田 源

（1.兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃 兰州 730070；2.甘肃中远能源动力工程有限公司，甘肃 兰州 730070）

1 引言

多元混合制冷剂离心式压缩机是大型LNG 液化工艺流程中的核心动力设备，也是大型混合制冷剂低温制冷系统的核心设备之一，主要用于100 万方以上MCHE 型（以缠绕管式换热器为主换热设备）LNG 液化系统及60 万方以上大型PFHE 型LNG 液化系统[1]。混合制冷剂压缩过程中离心压缩机相对于其它类型压缩机在制冷量、流量、压力、效率等方面有着综合优势，适用于制冷量大、流量大且需要多级离心压缩的混合制冷剂天然气液化工艺流程[2-3]。

大型LNG 六元混合制冷剂离心压缩机涉及多元混合介质多级高压比压缩，压缩过程混合制冷剂物性参数难以确定，离心压缩机设计计算过程繁索。长期以来，混合制冷剂的配比选择、叶轮与扩压器的匹配问题一直是困扰多元混合制冷剂压缩机设计的难题之一[4]。为此，基于降低天然气液化流程能耗考虑，提出一种六元混合制冷剂配比方案，结合100 万方MCHE 型LNG 混合制冷剂压缩工艺流程，采用正丁烷（2.3kg/s）、异丁烷（3.1kg/s）、丙烷（6.45kg/s）、乙烯（14.35kg/s）、氮气（10.872kg/s）、甲烷（5.316kg/s）六元混合制冷剂对其两段六级压缩过程进行设计，将混合制冷剂中组分配比作为影响因素，应用FLUENT 软件分析不同配比下多元混合制冷剂叶轮出口物性参数的变化。为LNG 多元混合制冷剂离心式压缩机的进一步研究提供参考。

混合制冷剂离心压缩机气动设计方案，如图1 所示。一般采用一维方案设计、二维尺寸设计、子午流道修正、扩压器设计、准三位叶片设计和CFD 数值验证等设计步骤[5]。……