電站燃氣輪機軸流式壓氣機中的能量損失培訓教材

電站燃氣輪機軸流式壓氣機中的能量損失培訓教材通常，可以把壓氣機中的能量損失概括為內(nèi)部損失和外部損失兩大類型來處理。內(nèi)部損失所謂內(nèi)部損失是指那些會引起壓氣機中空氣的狀態(tài)參數(shù)發(fā)生變化的能量損失，它們有以下幾種：在壓氣機通流部分發(fā)生的摩擦阻力損失和渦流損失。它是由型阻損失、端部損失(包括二次流損失)這兩部分組成的。圖3-18中給出了發(fā)生這種損失的示意圖。1-型阻損失2-端部損失（包括二次流損失)圖3-18氣流在葉柵流道中發(fā)生的主要損失徑向間隙的漏氣損失。圖3-19中給出了發(fā)生這種損失現(xiàn)象的示意圖。在一般情況下，徑向間隙的絕對值取為Δ=0.5-2mm，它與壓氣機葉片的高度有關(guān)。徑向間隙的存在對于動葉端部的工作情況有很大的影響。由于當氣流流過葉型時，葉型內(nèi)弧側(cè)的壓力會比背弧側(cè)高，因而在這種壓差的作用下，部分氣流就會經(jīng)過徑向間隙Δ，由內(nèi)弧側(cè)流向背弧側(cè)(見圖3-19)。鑒于壓氣機工作葉輪的旋轉(zhuǎn)方向是背弧側(cè)指向內(nèi)弧側(cè)，這將進一步強化了在動葉頂部徑向間隙中發(fā)生的潛流運動。圖3-19軸流式壓氣機徑向間隙中發(fā)生的潛流現(xiàn)象在徑向間隙中出現(xiàn)的潛流流動，將會使動葉頂部附近的、介于葉型兩側(cè)的壓力差減小，這就減少了由外界通過工作葉輪傳給這部分氣流的壓縮功。因而徑向間隙中的漏氣損失不僅影響到壓氣機級的效率，而且還會使級的壓縮比下降。只要徑向間隙足夠小~(，l為葉片的高度)，由于空氣粘性的影響，可以使在徑向間隙中發(fā)生的潛流流動減到極小程度，以致對級的工作特性不發(fā)生影響。但是當間隙加大后，其影響程度就會劇增。實驗結(jié)果表明，當級的反力度Ω=0.7-1.0時，相對徑向間隙每增加1%，將使級的效率下降1%-3%；級的壓縮比下降4%-6%，因而在設(shè)計制造壓氣機時，應(yīng)盡可能保證不使超過1%。靜葉中在徑向間隙中發(fā)生的潛流流動，與在動葉流道中發(fā)生的二次流一樣，都會在主流氣流中生產(chǎn)旋渦，從而導致?lián)p失。圖3-20中比較形象地給出了這種旋渦運動的示意圖，它可以加深人們對這種運動的認識。級與級之間內(nèi)氣封的漏氣損失。圖3-21中給出了產(chǎn)生這種漏氣損失的示意圖。當級的反力度Ω=0.8-0.6或者更小時，由于擴壓靜葉柵前后的壓差比較大，由這種漏氣損失所引起的不良影響就比較嚴重。因此，在設(shè)計制造壓氣機時，這部分間隙同樣應(yīng)該盡可能地減小。1-動葉柵2-擴壓靜葉柵圖3-20徑向間隙中的潛流流動與動葉流道中的二次流圖3-21內(nèi)氣封中的漏氣工作葉輪或轉(zhuǎn)鼓斷面與氣流的摩擦鼓風損失。通常這種損失是比較小的。外部損失所謂外部損失是指那些只會增加拖動壓氣機工作的功率，但不影響氣流狀態(tài)參數(shù)的能量損失，它們有以下幾個方面：損耗在支持軸承和止推軸承上的機械摩擦損失。經(jīng)過壓氣機高壓側(cè)軸端的外氣封泄露到外界去的漏氣損失，圖3-22中給出了產(chǎn)生這種損失的示意圖?？傊?，在壓氣機中發(fā)生的一切內(nèi)部損失都將導致空氣的焓值和熵值，相對于等熵過程來說，都有所遞增，從而使作用于1kg/s空氣的實際壓縮功ly應(yīng)大于等熵壓縮功lys