试论汽轮机功率损失和效率提高

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1、试论汽轮机功率损失和效率提高　　摘要：N15-3.8型汽轮机是青岛捷能汽轮机股份有限公司制造的中温、中压工作性能的单缸凝汽式汽轮机组，它的本体是采用了最新的科技组成手法，核心设备包括静子和转子两个部分。文章论述了汽轮机运行中的功率损失和改善措施，针对南海绿电再生能源有限公司运行中的问题提出合理的技术改造，提高机组的运行效率。　　关键词：汽轮机；功率损失；效率问题；设备运行；静子；转子文献标识码：A　　中图分类号：TK264文章编号：1009-2374（2016）20-0033-03DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.20.015　　1设备参数　　本厂

2、两台青岛捷能汽轮机集团股份有限公司制造的15MW汽轮机组。N15-3.8型汽轮机是青岛捷能汽轮机股份有限公司制造的中温、中压工作性能的单缸凝汽式汽轮机组。它的本体采用了最新的科技组成手法，核心设备包括静子和转子两个部分。顾名思义，在设备组成中，静子指的是气缸、隔板等常见的静态化设备调节系统，而转子则指的是主轴、叶片等运转的动机设备，两者相互作用、相互制衡，才形成了强大的汽轮机功率。　　2功耗损失9　　汽轮机的相对内效率是因为无效功耗的存在，通常情况下，在机组内部动能转化的过程中，喷管、叶轮等机械设备相互作用，在进气、出气的过程中，容易产生一定的消耗和损伤。在物理作用力的推动下，在循环

3、进出气体的过程中，要注意如下方面：采用扭叶片的级不存在扇形损失的发生，采用转鼓的反式汽轮机不需要考虑到叶轮摩擦产生的损失等。　　2.1叶片高度产生的损失　　叶高损失又称为端部损失。它实质上是属于喷嘴和动叶的流动损失。在具体的操作工程上为了方便，就把它作为独立单位，单独分出来计算。在叶片高度产生的损耗上，叶片高度只有大于相对高度的时候，才能确保设备运作的准确性和安全性，否则极容易造成叶高极限高度的增加，导致运行故障。　　2.2扇形运转造成的损耗　　在汽轮机组的运作过程中，环列叶栅和平面叶栅具有重要的作用。一方面，叶栅的距离在内外直径的发展中，呈现出等比例增加的发展趋势。当在平面直径截面

4、处于最佳节点时，相应的叶型损失系数也在变化；另一方面，在汽轮机组空气流动的过程中，叶栅出口气流在轴向间隙中容易产生一定的空气压力，避免在内外压力中产生较大的消耗，尽量减少扇形损失的发生发展。　　2.3叶轮转动所造成的损耗9　　叶轮损耗在汽轮机组的运行过程中，又被称为摩擦损失，指的是由叶轮转动摩擦所引发的硬件消耗。当叶轮在充满蒸汽的汽室内转动时由于蒸汽的黏性和旋转表面的粗糙度，黏附在叶轮两侧及外缘表面的蒸汽微团被叶轮带着转动，其圆周速度与叶轮表面相应点的圆周速度大致相等，紧贴在汽缸壁或隔板表面的蒸汽微团的圆周速度为零。由叶轮表面至汽缸壁的间距上蒸汽微团的圆周速度是不同的，即存在着速度梯

5、度，因此造成了蒸汽微团之间和蒸汽与壁面之间的摩擦。为了克服摩擦和带动蒸汽质点运动，必然要消耗一部分轮周功。　　除此之外，叶轮损耗还包括子午面内的涡流运动引起的损失紧靠叶轮表面的蒸汽微团随叶轮一起转动，受到离心力的作用，产生向外的径向流动。而靠近汽缸壁或隔板表面的蒸汽微团由于速度小，受到的离心力也小，自然地向中心移动以填补叶轮处径向外流的蒸汽，于是叶轮两侧的子午面内便形成了蒸汽的涡流运动。涡流本身要消耗一部分轮周功，而且还使摩擦阻力　　增加。　　3部分进汽损失　　在汽轮机功率的运行过程中，为了确保整体设备运作健康、高效，对设备部分进汽损耗也要进行充分的关注。例如，在小汽轮机高压级容积流

6、量较小的情况下，为了确保喷嘴高度能够占据部分圆圈设备的圆周，在喷嘴叶栅的设置上，要进行科学的调节。调节级的配设方式要在整体圆周长度上有所表示，将原本的进出气损耗逐步降低，减少因为进汽而带来的能量损失。　　3.1鼓风损失问题9　　一般来说，鼓风损失多发生在不装设喷嘴的弧段内。当汽轮机功率损失逐渐加大时，动叶渠道通过蒸汽发动机时，处于静态的蒸汽要从发展的两项相互充鼓，在很大程度上消耗鼓风发动的能力。同时动叶两侧与充满在轴向间隙中的不工作蒸汽产生摩擦，从而带来了摩擦损失，在数值上比前者还大。由此，当汽轮机动率呈现上升趋势时，部分进汽度越小，鼓风损失越大。从这一机组现象不难得出研究理论，推行

7、“防护罩”式的机组工作策略。为了减少鼓风损失，除了要合理选择部分进汽度外，还需要经常发挥鼓动蒸汽量的保护作用，通过限制“能动叶片”的发展形式，减少鼓动的蒸汽量和动能。尤其是在排汽损失与鼓风损失呈现反作用力的时候，要在一定的工作内，进行严密的监控。当动叶栅经过无喷嘴的弧段时，对应的汽道内被汽室中的呆滞蒸汽所充满。当动叶进入工作弧段时，喷嘴中射出的高速汽流要把汽轮机气道中的废气、无用蒸汽推动出去，并逐步促进蒸汽的排出速度，使这段工作机组能够接受蒸汽的推动作用。