汽轮机级内损失及级效率

v • 影响叶轮摩擦损失的因素：圆周速度u、蒸汽的比容、 v 级的平均直径dm及流量等。其中 沿流动方向变化 p f p f v 大；低压级 v 小； 最大，高压级 小， 大， • 反动级无叶轮，没有叶轮摩擦损失。 • 减小叶轮摩擦损失的措施： • （1）尽量减小叶轮与隔板间腔室的容积，即减小叶 轮与隔板间的轴向距离； • （2）尽可能提高叶轮表面的光洁度。
hl
l
hu
式中 a－试验系数，单列级a＝1.2（不包括扇形损失）或 a ＝1.6（包括扇形损失），双列级a＝2； 为 叶栅高度，对单列级为喷嘴高度，对双列级为各级叶栅 l 平均高度，mm。 a 2 l 1 xa 叶高损失也可用下列半经验公式计算： ln hl l E0 式中 a１－试验系数，单列级a１＝9.9，双列级a１＝27.6;
lb 0 .7 d b h E0
2
由此可见，扇形损失与径高比 比。 θ越小，ζθ越大，扇形损失越大。
db l
b
平方成反
一般当θ >8~12时，采用等截面直叶片，存在着扇 形损失，但加工方便；当θ <8~12时，为适应汽流参数 沿叶高的变化，采用扭叶片，虽加工复杂，但避免了 扇形损失。
• （二）扇形损失
• 1、产生原因： • ①环形叶栅的节距、圆周速度及蒸汽参数均沿叶高发生变化。 即这些数值均偏离了平均直径处的设计值，蒸汽流过时会增 加流动损失。 • ②在等截面直叶片级的轴向间隙中，汽流还会径向流动引起 损失。这些损失统称为扇形损失。
（a）环形叶栅的节距变化；（b）平面叶栅
2、计算扇形损失的经验公式：
G p
p Ap c1 p
v1t
G p G
p Ap
* 2hn
v1t Z p
h p
hu
•减小隔板漏汽损失的措施： 1) 隔板与主轴之间装设隔板汽封。一般采用梳齿形 汽封结构。 2）在动叶根部设置轴向汽封，以减少隔板漏汽进 入动叶通道。 3）在叶轮上开设若干平衡孔，并在动叶根部选择 适当的反动度，使隔板漏汽从平衡孔流到级后，避 免这部分汽流干扰主流。
1.4 r
lb
E 0 （用于反动级）
（3）减少漏汽损失措施： ①在围带上安装径向汽封和轴向汽封； ②对无围带的叶片，可将动叶顶部削薄以达到汽封 的作用； ③尽量设法减小扭叶片顶部的反动度。
（六）湿汽损失 hx 1、发生在湿蒸汽区的级 中，产生原因如下：
①湿蒸汽中的一小部分 蒸汽凝结成水滴，使做 功的蒸汽量减少； ②挟带损失 ：蒸汽带动 水滴运动时，造成两者 之间的碰撞和摩擦，损 耗一部分蒸汽动能；
• （四） 部分进汽损失 he 部分进汽：将喷管布置在隔板的部分圆周上，使蒸汽沿部分圆 弧进汽的方式。 采用部分进汽的原因：使叶栅高度不小于15mm。 部分进汽度：安装喷管的弧段长度与整个圆周长的比值，即
Z ntn e d m
鼓风损失 hw 部分进汽损失产生的原因： 斥汽损失 hs的措施： （1）部分进汽度不宜太小，选取部分进汽度的原则是 使叶高损失与部分进汽损失之和最小； （2）减少喷管组数，以及减小两组喷管之间的间隙。
• (五)漏汽损失h • 隔板漏汽损失
• 原因 • 叶顶漏汽损失
• 1、隔板漏汽损失 • （1） 产生原因：隔板中心孔与主轴之间存在间隙， 且间隙前后的蒸汽存在压差，产生漏汽,引起损失。 • （2）计算公式
第四节 汽轮机的级内损失和级效率
一、级内损失
• 级内损失主要有叶高损失、扇形损失、叶轮 摩擦损失、部分进汽损失、漏汽损失、湿汽 损失等 • 上述损失并不是每一级都同时存在，如：全 周进汽的级就没有部分进汽损失，过热区工 作的级就没有部分湿汽损失等。
（一）叶高损失 h l 1、叶高损失的原因： （1）端部附面层中的摩擦损失 （2）二次流损失
（2）斥汽损失 发生在装有喷管的进汽弧段内。
hs
s ce
1 Sn xa e dn
1 Sn 斥汽损失的计算： s ce xa e dn
hs s E0
c S-; n 喷管组数； e --与级型有关的系数，单列级 ce 0.012 双列级 ce 0.016 ;
• 合适的部分进汽度 • 减少斥汽损失的措施： • 减少喷管组数 • 部分进汽损失：
图１.４.３ 叶栅中的二次流示意图 （a）双涡流示意图；（b）附面层和压力分布示意图 １—腹面；２—压力图；３—附面层增厚区；５—对涡流动
• 叶高损失又称端部损失，它实质上是属于喷嘴和动 叶的流动损失，它主要取决于叶高。当叶片高度很 高时，损失可忽略不记。叶高必须大于相对极限高 度，否则损失将急剧增加。 • 2、叶高损失计算：叶高损失常用下列半经验公式 计算。 a
• （三）叶轮摩擦损失 h f • 速度不同引起的摩擦损失 • 1、叶轮摩擦损失的原因
• • 涡流引起的能量损失 2、计算公式：
u 3 21 p f k1 ( ) d 100 v
h f
f
h f E0
＝
3600 p f G
p f pt k
dx a
3
el n sin 1 n 1 m
• 发生在不装喷管的弧段内。 • 鼓风损失的计算：
1 ec 3 w Be (1 e ) xa e 2 hw w E0 单列级：Be 0.15; 双列级：Be 0.55
he
hw
•
选择合适的部分进汽度
• 减小鼓风损失的措施： • 加装护罩装置，如图所示。
图１.５.３ 部分进汽时采用护罩的示意图 １－动叶片；２－护罩；３－叶轮；４－汽缸
2、动叶顶部漏汽损失 （1）损失产生的原因：动叶顶部与汽缸之间存在 间隙，且间隙前后的蒸汽存在压差，产生漏汽而 造成损失。
（2）叶顶漏汽损失的计算：
Gt
t At ct
v2t
et (d b lb ) t 2t ht* v2t

Gt ht hu' G
或
ht 1.72