离心压缩机广泛用于航天、冶金、石油、化工、能源等部门,在国民经济各领域发挥着举足轻重的作用。作为从动机,离心式压缩机在提高工质压力的同时,也消耗能源,特别是近年来百万吨乙烯工程、大型空分装置等都对国产大流量压缩机的设计、研发提出了挑战。研究表明,扩大工况范围、提高级组运行安全性、提高流动效率、优化流道结构、减少能量损失,必须对离心压缩机内部流动进行深入探究,从而提高大型离心压缩机整体设计水平,这将对我国重大装备制造业的发展及节约能源有重要现实意义和历史意义。本文针对大流量离心压缩机叶轮轮毂比大、叶轮进出口相对宽度大、进出口马赫高,而相对轴向跨距小、叶轮结构刚性差等气动、结构特点,首先利用叶轮机械专用数值分析软件NUMECA,对某事故离心压缩机低压缸大口圈直径的闭式叶轮内部流场进行定常流动数值模拟研究及事故原因分析。完成了该压缩机低压缸整机设计工况性能核算,并验证了数值模拟的物理模型及数学模型的可靠性。通过对运行工况特别是事故工况进行定常数值模拟,分析内部流场结构与叶轮结构的关联及影响,进而揭示事故发生的主要原因。为了更加深入研究叶轮入口气流畸变对叶轮破坏的影响程度,本文还对事故机组低压缸首级进行了非定常流数值模拟,从非定常流动的角度,进一步阐明对大流量高压离心压缩机低压级设计上的关键问题及引起本次事故的重要原因。最后,根据分析结果,针对该事故原因提出了几种改进方案,并对改进方案进行定常及非定常数值模拟,经与原设计比较,确定改进方案,为压缩机改进设计提供技术支持,目前,该压缩机运行正常。