汽轮机原理-汽轮机级内损失和级效率

一 . 级内损失
4. 部分进汽损失 he
（1） “鼓风”损失 发生在没有喷嘴叶片的 弧段内。动叶通过这一弧段时，要象鼓风机 一样把滞留在这一弧段内的蒸汽鼓到出汽边 而耗功。
（2）“斥汽损失” 发生在安装有喷嘴叶片的弧段内。动叶片由非工作 区进入工作区弧段时，动叶通道中滞留的蒸汽要靠工作区弧段中喷嘴喷 出的主流蒸汽将其吹出，要消耗轮周功。 另外，如图由于叶轮作高速旋转，这样，在喷嘴出口端的A点存在着漏 汽；而在B点又存在着抽吸作用，将一部分蒸汽吸入动叶通道，干扰主 流，同样会引起损失。这样就形成了斥汽损失 。
一 . 级内损失
2.扇形损失 h
（1）原因 环形叶片导致非平均直径处偏离设计工况 （2）计算式：
h E0 ( k J / k g )
பைடு நூலகம்
0.7( 1 )2

径高比 db / lb越 小 ，扇形损失越大
（3）办法 当 > 10 ~ 12 时 ， 级 应 该 采 用 等 截 面 直 叶 片 。等 截 面 直 叶 片 的 设 计 和 加 工 都 比 较 容 易 ， 但 存 在 着 扇 形 损 失 ； 当 <10的级， 则应采用扭 叶片 。
v1t
p Ap
2hn* v1t z p
（ 2）动叶顶漏汽量的计算
Gt

t AtCt
v2t

et (db
lb )t
v2t
2t ht*
11
2.6 汽轮机级内损失和级效率
一 . 级内损失
5.漏汽损失 h
（ 3）隔板损失计算
hp

Gp G
hi*

Ap An Z p
hn
（ 4 ）叶顶漏汽损失计算
ht

Gt G
hi'
12
2.6 汽轮机级内损失和级效率
一 . 级内损失 6 .湿汽损失
蒸汽在汽轮机最后几级时便进入湿蒸汽区，这里将产生湿汽损失。产生湿 汽损失的原因在于：
（ 1 ）一部分蒸汽在膨胀加速过程中凝结成水滴，减少了作功蒸汽量；
（ 2 ）水滴不膨胀作功，反为高速汽流所夹带前进， 要消耗一部分轮周功 ； （3 ）由于水滴前进速度低于蒸汽速度。这样，从动 叶进口速度三角形上分析，水滴从喷嘴中流出时，正 好打击动叶背弧，阻止动叶前进，减小了有用 功；而 水滴从动叶流出之后又打击下一级喷嘴的背弧。水滴 长期冲蚀片，使 叶片进口边背弧被打击成许多麻点， 严重时，会打穿叶片。
hl
式中，a-—经 验 系 数 ，

a l
hu
a=1.2 (单列级，不含扇形损失）；
a=1.6（单列级，含扇形损失)；a=2 (双列级）；
hu----- 不包括叶高损失的轮周有效焓降 ，
hu = ht* (hn hb hc2 )
l ----- 叶栅高度(mm)。
3
2.6 汽轮机级内损失和级效率
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2.6 汽轮机级内损失和级效率
一 . 级内损失 6 .湿汽损失
湿汽损失通常用下面经验公式计算：
hx (1 X m )hu"
式 中 ， X m ------ 级 的 平 均 蒸 汽 干 度 ；
hu"
ht* (hn hb hc2 hl h )

k1 (db

lb
)
2
(u 100
)3
1 v2t
, (k W)
式 中 ， k ：过热蒸汽，k=1，对于饱和蒸汽，k=1.2~1.3；
d 、l、u:级的平均直径、叶高、圆周速度；
v2t ------ 动叶出口蒸汽比容 。
6
2.6 汽轮机级内损失和级效率
叶轮摩擦损失也可用焓降来表示：
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2.6 汽轮机级内损失和级效率
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2.6 汽轮机级内损失和级效率
一 . 级内损失 h
5.漏汽损失
(1) 隔板漏汽损失 1）原因： a. 动静两部分的间隙； b. 压差的作用； c. 漏汽不但不作功反而干扰主流。 2）解决办法： 叶轮盘上开设平衡孔，让隔板漏汽从平衡孔漏出， 而不干扰主流 。
(2) 叶顶损失
原因：反动度的存在，动叶前后有压力差,有一部分蒸汽不通过动叶通道而
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2.6 汽轮机级内损失和级效率
一 . 级内损失 3. 叶轮摩擦损失 h f
（1）原因 1）叶轮轮面与蒸汽的摩擦 2）蒸汽及蒸汽之间的摩擦 3）靠近叶轮轮面侧的蒸汽质点随叶轮一起转 动，在叶轮两侧的汽室中就形成了涡流运动
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2.6 汽轮机级内损失和级效率
叶轮摩擦损失 可用以下经验公式计算：
N f
从叶顶间隙漏到级后。
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2.6 汽轮机级内损失和级效率
一 . 级内损失
5.漏汽损失 h
漏汽损失是由于压力差和间隙的存在而引起的。减少漏汽损失、减小漏汽 量，就应该减小间隙面积和蒸汽压力差。通常采用齿形轴封来解决这一问 题。
漏汽量和漏汽损失计算方法如下：
（ 1）隔板漏汽量的计算
G p

p ApC p
汽轮机原理 Principle of Steam Turbine
主讲老师：密腾阁
适用专业：能源与动力工程专业
2.6 汽轮机级内损失和级效率
汽轮机级内损失
喷嘴损失 动叶损失 余速损失 叶高损失 扇形损失 叶轮摩擦损失 部分进汽损失 漏汽损失 湿汽损失
hn
hb
hc 2
hl
h
h
he
f
hleak
hx
不是每一级都同时具有这些所有损失，而是根据具体情况分别分析计算其 不同的损失。如只有在部分进汽的级才有部分进汽损失，工作在湿蒸汽区 的级才有湿汽损失。
2
2.6 汽轮机级内损失和级效率
一 . 级内损失
1. 叶高损失
将喷嘴和动叶中与叶高有关的损失称为级的叶高损失或叫端部损失。当叶 片较短（一般说叶高l<12~15)时，叶高损失明显增加。这时，必须采用部 分进汽。叶高损失常用下面半经验公式计算 ：
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2.6 汽轮机级内损失和级效率
一 . 级内损失 4. 部分进汽损失 δhe
总的部分进汽损失由以上两部分所组成 ，即
he hw hs
而
hw

Be
1 e
(1

e

ec
)
xa3
E0
hs

0.11
B2l2 An
xau mht
上 三 式 中 ， e ----- 部分进汽度； ec= 1- e ; E ----- 级 的 理 想 能 量；Xa ---级 的 速 度 比 ；Be -----系数，单列级:Be =0 . 15,双 列 级: Be=0.55;m------喷 嘴组数；B2、 L2 -----动叶片宽度和高度，e=1时，m=0