s2-5汽轮机级内损失及级效率概要.ppt

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。 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。 2、叶高损失计算：叶高损失常用下列半经验公式计算。 （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。 （三）叶轮摩擦损失 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： 影响叶轮摩擦损失的因素：圆周速度u、蒸汽的比容、级的平均直径dm及流量等。其中 沿流动方向变化最大，高压级 小， 大；低压级 大， 小； 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。 （四） 部分进汽损失 （1）鼓风损失 发生在不装喷管的弧段内。 鼓风损失的计算： 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。 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： (五)漏汽损失 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 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； 2）在动叶根部设置轴向汽封； 3）在叶轮上开设平衡孔，并选择适当的反动度，使隔板漏汽从平衡孔流到级后，避免这部分汽流干扰主流。 （2）叶顶漏汽损失的计算： （六）湿汽损失 1、原因： 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； ⑥工质损失。 2、湿汽损失计算： 提高级效率和防止动叶水滴侵蚀损坏的措施： （1）采用去湿装置，以减少湿蒸汽中的水份。 常用的去湿装置： (1)减少级前湿度 提高蒸汽初温和降低初压；采用外置汽水分离和中间再热器，增加末级比焓降，降低凝汽器真空等。 ②从喷嘴叶片之后腔室除湿。 汽轮机低压缸，从喷嘴中叶片之后除湿。由离心力分离出来的水分被引入叶片围带上部的除湿腔将水收集起来除掉。 ③从工作叶片除湿。在工作叶片背弧上开齿形沟槽，水滴在离心力作用下进入沟槽至外缘排走。 ④工作叶片之后腔室除湿。从工作叶片之后的腔室或专设的槽道排除水分是应用最广泛的除湿结构。 (3)降低叶片外缘圆周速度u。 降低u对减少侵蚀十分重要。降低转速和减小末级叶片高度往往是从这一观点出发的。 (4)采用耐侵蚀材料 ①叶片的基体材料选用强度高、耐蚀的铬钢，一些大功率汽轮机末级叶片用钛合金制造。 二、汽轮机级的相对内效率和内功率 级的相对内效率反映了级内能量转换的完善程度，它的大小与所选用的叶型、速比、反动度、叶栅高度等有密切的关系，也与蒸汽的性质、级的结构有关。 级的内功率：可由级的有效焓降和蒸汽流量来确定，即 三、级内损失对最佳速比的影响 衡量级内能量转换过程完善程度的最终指标是级的相对内效率。 能保证获得级的最大相对内效率的速比才是真正的最佳速比。 级的相对内效率与速比的关系