电站燃气轮机轴流式压气机中的能量损失培训教材.doc

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1、电站燃气轮机轴流式压气机中的能量损失培训教材通常，可以把压气机中的能量损失概括为内部损失和外部损失两大类型来处理。a) 内部损失所谓内部损失是指那些会引起压气机中空气的状态参数发生变化的能量损失，它们有以下几种：(1) 在压气机通流部分发生的摩擦阻力损失和涡流损失。它是由型阻损失、端部损失(包括二次流损失)这两部分组成的。图3-18中给出了发生这种损失的示意图。1-型阻损失 2-端部损失（包括二次流损失)图3-18 气流在叶栅流道中发生的主要损失(2) 径向间隙的漏气损失。图3-19中给出了发生这种损失现象的示意图。在一般情况下，径向间隙的绝对值取为=0.5-2mm，它与压气机叶片的高度有关。

2、径向间隙的存在对于动叶端部的工作情况有很大的影响。由于当气流流过叶型时，叶型内弧侧的压力会比背弧侧高，因而在这种压差的作用下，部分气流就会经过径向间隙，由内弧侧流向背弧侧(见图3-19)。鉴于压气机工作叶轮的旋转方向是背弧侧指向内弧侧，这将进一步强化了在动叶顶部径向间隙中发生的潜流运动。图3-19 轴流式压气机径向间隙中发生的潜流现象在径向间隙中出现的潜流流动，将会使动叶顶部附近的、介于叶型两侧的压力差减小，这就减少了由外界通过工作叶轮传给这部分气流的压缩功。因而径向间隙中的漏气损失不仅影响到压气机级的效率，而且还会使级的压缩比下降。只要径向间隙足够小(，l为叶片的高度)，由于空气粘性的影响，

3、可以使在径向间隙中发生的潜流流动减到极小程度，以致对级的工作特性不发生影响。但是当间隙加大后，其影响程度就会剧增。实验结果表明，当级的反力度=0.7-1.0时，相对径向间隙每增加1%，将使级的效率下降1%-3%；级的压缩比下降4%-6%，因而在设计制造压气机时，应尽可能保证不使超过1%。静叶中在径向间隙中发生的潜流流动，与在动叶流道中发生的二次流一样，都会在主流气流中生产旋涡，从而导致损失。图3-20中比较形象地给出了这种旋涡运动的示意图，它可以加深人们对这种运动的认识。(3) 级与级之间内气封的漏气损失。图3-21中给出了产生这种漏气损失的示意图。当级的反力度=0.8-0.6或者更小时，由于

4、扩压静叶栅前后的压差比较大，由这种漏气损失所引起的不良影响就比较严重。因此，在设计制造压气机时，这部分间隙同样应该尽可能地减小。1-动叶栅 2-扩压静叶栅图3-20 径向间隙中的潜流流动与动叶流道中的二次流图3-21 内气封中的漏气(4) 工作叶轮或转鼓断面与气流的摩擦鼓风损失。通常这种损失是比较小的。b) 外部损失所谓外部损失是指那些只会增加拖动压气机工作的功率，但不影响气流状态参数的能量损失，它们有以下几个方面：(1) 损耗在支持轴承和止推轴承上的机械摩擦损失。(2) 经过压气机高压侧轴端的外气封泄露到外界去的漏气损失，图3-22中给出了产生这种损失的示意图。总之，在压气机中发生的一切内部损失都将导致空气的焓值和熵值，相对于等熵过程来说，都有所递增，从而使作用于1kg/s空气的实际压缩功ly应大于等熵压缩功lys，相应的将使等熵压缩效率y下降。1-汽缸体 2-压气机的高压侧轴端 3-气封片图3-22 在压气机的高压侧轴端上外气封的漏气损失