汽轮机内效率计算方法
1.5 汽轮机级内损失和级效率
二、级的相对内效率和内功率
1、级的实际热力过程曲线 上级余速被本级利用。 本级余速分为三种情况： 本级余速不被下级利用； 全部被利用；部分利用。
由图可以看出，本级余速是否被下级利用，
对本级的有效焓降
hi 的值没有影响。
hi 为级的有效焓降，它表示1kg蒸汽所具有的 理想能量最后转化为有效功的能量。越大，机
Ce ——与级的类型有关的系数。
部分进汽总损失系数由以上两部分所组成，即
e w s
若用热量单位来表示：
he e E0
喷嘴组数越多，斥汽损失越大。尽量减少喷嘴组 数目。
5、漏汽损失 h 在汽轮机中，由动静
两部分所组成的级 ，有
间隙。由于压差的作用，
有间隙存在，就会漏汽
级的总漏汽损失为：
h hp ht
反动级
漏汽损失比冲动级大。图1.5.10。因为：
内径汽封的漏汽量比冲动级的隔板漏汽量
大。内径汽封直径大、汽封齿数少。
动叶前后的压差较大，叶顶漏汽量大。
经验公式：
ht 1.72
1.4 r
lb
E0
减少漏汽的措施：
减小径向间隙和轴向间隙，采用径向和
§1.5级内损失和级的相对内效率
前面提到的喷嘴损失 hn 、动叶损失 hb 、余 速损失 hc 2 ，都是级内损失。除此之外，级内损失
还包括：叶高损失 hl 、扇形损失 h 、叶轮摩 擦损失 h f 、部分进汽损失 h 、漏汽损失 h 、
湿汽损失 hx 。
e
当然，不是各级都同时具有这所有损失，而是 根据具体情况分别分析计算其不同的损失。如只有
(c) 出汽边喷射蒸汽的空心喷嘴 从压力较高一级来的蒸汽引入空心喷嘴， 从出口边的缝隙喷出， 优点： 消除尾迹区，阻止该处形成大的水珠； 使尾迹区速度均衡，提高级效率和改善动 叶的应力状况。 由压力较高点来的蒸汽，参与作功，能量 不损失。
汽轮机相对内效率
漏汽损失
由于冲动级和反动级的结构不同，级内漏汽量的大小和漏汽对级效率的影响也不同，故有必要分开讨论两种 级的漏汽问题。
对于冲动级，隔板前后存在着较大的压差，而隔板和转轴之间又存在着间隙，因此必定有一部分蒸汽，从隔 板前通过间隙漏到隔板与本级叶轮之间的汽室内。由于这部分蒸汽不通过喷嘴，所以不参加作功，因而形成了隔 板漏汽损失。此外，漏进这一汽室内的蒸汽还有可能通过喷嘴和动叶根部之间的间隙流入动叶。由于这些漏汽不 是以正确方向进入动叶的，因此不但不作功，反而扰乱了动叶中的主汽流，造成损失。为了避免隔板漏汽混入动 叶中干扰主汽流，一方面在叶轮上开设平衡孔，使隔板漏汽经过平衡孔流到级后，另一方面在动叶根部设置汽封 片加以阻挡，并在设计时选取合理的反动度，尽量使动叶根部不出现吸汽或漏汽现象。
扇形损失与径高比=有关。短小，越大，如=l0时，=0．007，=3时，=0．078，两者相差约11倍。一般当 >8~12时，采用等截面直叶片，虽然存在着扇形损失，但加工方便；当<8~12时，为适应汽流参数沿叶高的变化， 采用扭叶片，虽然加工复杂，但避免了扇形损失；当很大时，很小，故可忽确不计。
叶轮摩擦损失
可见，部分进汽度越小，鼓风损失越大。为了减少鼓风损失，除合理选择部分进汽度外，还经常采用护罩， 把“死区”内的动叶罩住，这样可减少鼓动蒸汽量，使鼓风损失减小。
2>斥汽损失与鼓风损失相反，它发生在装有喷嘴的工作弧段内。当动叶栅经过无喷嘴的弧段时，对应的汽道 b内被汽室a中的呆滞蒸汽所充满。当动叶进入工作弧段时，除嘴中射出的高速汽流首先必须把汽道中的呆滞蒸汽 推出去，并使之加速，从而消耗了工作蒸汽的一部分动能。
叶轮摩擦损失，简称摩擦损失，是由两部分组成的：
(1)叶轮两侧及围带表而的粗糙度引起的摩擦损失当叶轮在充满蒸汽的汽室内转动时由于蒸汽的粘性和旋转 表面的粗糙度，粘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。
汽轮机低压缸效率的在线计算
汽轮机低压缸效率的在线计算摘要：提出了一种满足工程实用需要的汽轮机低压缸效率的计算方法，为汽轮机效率实时监测及热经济性诊断提供一种实用手段。
算例表明该计算方法完全可以满足电厂运行的精度要求。
关键词：汽轮机；低压缸；效率；在线计算1.引言汽缸效率是表现汽轮机运行状态的重要技术经济指标。
依据热力学理论，汽缸效率定义为缸内实际焓降Δh与理想焓降Δht之比：η=Δh/Δht，各个缸的实际焓降Δh通过可测参数（如温度、压力等）在焓熵图上或计算机软件求得，但是，在对汽轮机低压缸的焓降进行计算时，由于其排汽工作于湿蒸汽区，需要干度及温度或干度及压力两种参数组合才能确定低压缸排汽焓，而低压缸排汽干度（或湿度）目前还难以实现在线测量，排汽的焓值无法通过常规方法得到，使汽轮机组整体实时性能计算、在线效率分析难以实现。
许多科研人员曾针对这个问题作过不少研究，目前广泛使用的是参考文献：[1]给出的一个迭代算法。
在这个算法中，利用已知的机组负荷和排汽压力，估计排汽焓初值，通过机组变工况计算，从末级逐级算到中压缸最前一级，判断该级级前温度是否等于再热蒸汽温度，如不符合计算精度要求，则调整排汽焓值，重复迭代计算，直至满足精度要求为止。
该方法的排汽焓估计值经验随意性较大，程序实现存在困难，计算过程实时性无法保证，不适合于火电机组实时运行优化的工程处理。
本文利用现场实际的可测参数，从工程实用的角度提出了一种低压缸效率的计算方法，算法复杂程度在原来基础上有所减少，计算精度满足工程要求，通过算例计算验证了它的合理性，计算方法可用于汽缸效率实时在线计算。
2.低压缸效率计算由于低压缸排汽是湿蒸汽，其压力和温度是饱和对应关系，因此先参考排汽干度设计值假定一个排汽干度值，再从测点中获得排汽温度，就能求出排汽焓，再应用能量平衡的方法推算出发电机功率，若此功率值与电能表读数接近，则假定值准确，从而便能够求出低压缸效率。
若推算功率值与电能表读数相差较大，则另假定干度值，按此方法进行迭代计算，最终求得低压缸效率。
《汽轮机》八、级内损失和效率
级的相对内效率 i
级的有效焓降与级的理想能量之比
i
hi E0
E0
hn
hb
h
hvf
hp E0
ht
hx
(1 2 )hc2
级的内功率
Pi
Gh
*
ti
Dh *t i
3600
不考虑余速利用
h-s图
Pf G
摩擦损失与 G成v 反比 ，高压级的摩擦损失大 低压级的小
摩擦损失与蒸汽流量成反比 ，小机组摩擦损失大
低负荷或空负荷，应监视排汽温度
（四）部分进汽损失
喷嘴连续部满整个圆周，这种进汽方式称为全周进汽
喷嘴布置在某个弧段内，这种进汽方式称为部分进汽 装有喷嘴的弧长与整个圆周之比，称为部分进汽度
e zntn
影响：均使级效率降低，影响汽轮机运行的经济性
（一）叶栅损失 喷嘴损失和动叶损失统称为叶栅损失 叶栅的几何参数
叶片的横截面形状称为叶型。其周线称为型线。
平均直径dm 、 叶片高度l 、 叶栅节距t、叶型宽度B、叶型弦长b
出口边厚度Δ、安装角 s、 s(叶栅额线与弦长之间的夹角)
叶型进口角 0g 、 1g（叶型中弧线在前缘点的切线与叶栅前额线之间的夹角 ）
（1）两个级的平均直径接近相等；
（2）下一级的喷嘴进汽方向应与上一级的动叶排汽方向一致；
余（速3不）能两被级利之用间的级距离应尽可能小，而且在此间隙内汽流不发生扰动。
（1）调节级； （2）级后有抽汽口的级； （3）部分进汽度和平均直径突然变化的级； （4）最末一级。
二、级的相对内效率和内功率
级的有效焓降 hi
采取的措施： 2 1
300MW汽轮机热力计算 (1)
300MW汽轮机热力计算一、热力参数选择1.类型：N300-16.67/537/537机组形式为亚临界、一次中间再热、两缸两气1.额定功率：Pel=300MW;高压缸排气压力prh=p2=3.8896MPa;中压缸排汽压力p3=p4=0.7979Mpa;凝汽器压力Pc=0.004698Mpa;汽轮机转速n=3000r/min;2.其他参数给水泵出口压力Pfp=凝结水泵出口压力Pcp=机械效率ƞni=发电机效率ƞg=加热器效率ƞh=3、相对内效率的估计根据已有同类机组相关运行数据选择汽轮机的相对内效率：高压缸，ƞriH= ;中压缸，ƞriM= ；低压缸ƞriL=4、损失的估算主汽阀和调节汽阀节流压力损失：Δp0=再热器压损ΔPrh=0.1Prh=中压缸联合气阀节流压力损失ΔP‘rh=0.02 Prh=中低压缸连通管压力损失Δps=0.02ps=低压缸排气阻力损失Δpc=0.04pc=一、汽轮机热力过程线的拟定1、在焓熵图上，根据新蒸汽压力p0= 和新蒸汽温度t= ,可确定汽轮机进气状态点0（主汽阀前），并查的该点的比焓值h0= ,比熵s= ,比体积v=2、在焓熵图上，根据初压p0= 和主汽阀和调节气阀节流压力损失Δp= 以确定调节级级前压力p‘0= p-Δp= ，然后根据p‘和h的交点可以确定调节级级前状态点1，并查的该店的温度t‘0= ，比熵s’= ，比体积v‘=3、在焓熵图上，根据高压缸排气压力prh = 和s= 可以确定高压缸理想出口状态点为2t，并查的该点比焓值hHt = ,温度tHt= ,比体积vH=4、在焓熵图上，根据高压缸排气压力prh = 和再热器压损Δprh= 可以确定热再热压力p’rh =prh-Δprh= ,然后根据p’rh和再热蒸汽温度tth= 确定中压缸进气状态点为3（中压缸联合气阀前），并查的该点的比焓值h’rh = 比熵3‘rh= ,比体积v’rh=5、在焓熵图上，根据热再热压力p’rh = 和中压缸联合气阀节流压力损失Δp’rh= ，可以确定中压缸气阀后压力p’’rh =p’rh-Δp’rh= 然后根据p’’rh与h’rh的交点可以确定中压缸气阀状态点4，并查得该点的温度t’’h = ,比熵s’’rh= 比体积v’’rh=若将中、低压缸的热力过程线分别用直线画出，则进行如下步骤：①在焓熵图上，根据中压缸排气压力ps = 和s’rh= 可以确定中压缸理想出口状态点5t,并查得该点比焓值hmt = ,温度tMt= ,比体积vMt= ,由此可以得到中压缸理想比焓降ΔHt M=h’rh-hmt= ,进而可以确定中压缸实际比焓降ΔHi M=ΔHtM-ƞriM= ,再根据h’rh、ΔHiM和ps可以确定中压缸实际出口状态5，并查得该点比焓值hs = ，温度ts= ,比体积vs= ss=②在焓熵图上，根据中压缸排汽压力Ps= 和中低压缸连通管压力损失Δps = ;可以确定低压缸进气P’s=Ps-Δps= ,然后根据P’s和中压缸排汽比焓hs 可以确定低压缸进气状态点6，并查得该点的温度t’s= ,比熵t’s= ,比体积v’s=③在焓熵图上，根据凝汽器压力pc = 和低压缸排气阻力损失Δpc=可以确定低压缸排气压力p’c =pc+Δpc=④在焓熵图上，根据凝汽器压力pc = 和ss= 可以确定低压缸理想状态出口状态点7t，并查得该点比焓值hct = ,温度tct= ，比体积vct= ，干度x ct = 。
1.5 汽轮机级内损失和级效率
3、叶轮摩擦损失 （1）叶轮两侧及围带表面的粗糙度引起的摩 擦损失 叶轮在汽室中作高速旋转时，由于蒸汽粘性， 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，即存在速度梯度，因此产生叶轮轮
面与蒸汽及蒸汽之间的摩擦。
3、叶轮摩擦损失 （2）子午面内的涡流运动 引起的损失 靠近叶轮轮面侧的蒸汽质点 随叶轮一起转动时，受到离心力
作用，沿径向向外流动。
靠近隔板处的蒸汽质点的旋
转速度小，自然要向旋转中心处
流动以保持蒸汽的连续性。于是， 在叶轮两侧的汽室中就形成了涡：
a1 2 l xa ln 即hl l E0
a1 ——试验系数。单列级=9.9，为双列级为27.6.
l n ——喷嘴高度。
2、扇形损失 由于汽轮机的叶栅是安装在叶轮上的，呈环形。
汽流参数和叶片几何参数（节距、进汽角）沿叶高是
变化的。
环形叶栅，图1.5.1，与直叶栅相比的特点：
(a)叶栅的相对节距不是常数，从内径向外径 成比例的增加，平均直径处为最佳，其它都偏离最佳 值，叶型损失系数都大于最小值，带入额外的流动损 失。
t 1t d b lb t 0.6 Gn 1 m 2t d nln sin 1
t
t
——动叶顶部间隙的流量系数
t ——动叶顶部的反动度
——动叶顶部的当量间隙
（4）叶顶漏汽损失计算
Gt ' ht hi Gl
经验公式计算：
1 z t ' ht hi 2 sin 1
汽轮机及其装置的效率
式中：h0为新蒸汽比焓；h ’c为凝结 水比焓，有回热抽汽时，则为给水 比焓hfw。
ηɡ=1－
△Pg Pe
Pel―发电机出线端的功率 Pe―汽轮机的轴端功率
ΔPg―为发电机损失，包括发电机的机械损失
（机械摩擦和鼓风等）和电气损失（电气方面
的励磁、铁心损失和线圈发热等）
汽轮机发电机组的相对电效率
Pel= D0 △Ht ηi ηmηg = G0 △Ht ηi ηmηg 3.6
ηel= ηi ηmηg
Pel= D0 △Ht ηel = G0 △Ht ηel 3.6
ηel表示在1kg蒸汽所具有的理想比焓降中有 多少能量最终被转换成电能，称为汽轮机发 电机组的相对电效率
汽轮发电机组的绝对电效率
汽轮发电机组绝对电效率是1kg蒸汽 理想比焓降中转换成电能的部分与 整个热力循环中加给1kg蒸汽的热量 比，用ηa,el表示，即
气流量。
汽轮机的机械效率
ηm=
Pe Pi
=
（Pi Pm）=1－
Pi
Pm Pi
式中
Pe ―汽轮机的有效功率 Pi―汽轮机的内功率 ΔPm―机械损失，其大小与转速有关，并 随转速增大而增大
发电机效率
Pel 3.6Pel
Pel
ng＝ Pe ＝ D0 △Ht ηi ηm ＝ G0 △Ht ηi ηm
式中
汽轮机的相对内效率
在汽轮机中，由于能量转换存在损失，蒸汽的理
想比焓降△Ht不可能全部变为有用功，而有效焓降
比△Hi小于理想焓降比△Ht，两者之比 称为汽轮机
的相对内效率，用ηi表示
汽轮机组效率及热力系统节能降耗定量分析计算
汽轮机组效率及热力系统节能降耗定量分析计算关于修订管理标准的通知汽轮机组主要经济技术指标的计算为了统一汽轮机组主要经济技术指标的计算方法及过程，本章节计算公式选自中华人民共和国电力行业标准DL/T 904—2004《火力发电厂技术经济指标计算方法》和 GB/T 8117—87《电站汽轮机热力性能验收规程》。
1 凝汽式汽轮机组主要经济技术指标计算1. 1汽轮机组热耗率及功率计算a. 非再热机组试验热耗率：G0 HkJ/kWhG HHRfwfwN t式中G0 ─主蒸汽流量，kg/h；G fw ─给水流量，kg/h；H 0─主蒸汽焓值，kJ/kg；Hfw ─给水焓值，kJ/kg；N t ─实测发电机端功率，kW。
修正后（经二类）的热耗率：kJ/kWhHQ HRC Q式中C Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、汽机背压对热耗的综合修正系数。
修正后的功率：N N t kWpQ式中K Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、汽机背压对功率的综合修正系数。
b.再热机组试验热耗率：：kJ/kWhG 0 H 0G fw H fw G R（H r H 1）G J (H r H J )HRN t式中G R ─高压缸排汽流量，kg/h；G J ─再热减温水流量，kg/h；H r ─再热蒸汽焓值，kJ/kg；关于修订管理标准的通知H1 ─高压缸排汽焓值，kJ/kg；H J ─再热减温水焓值，kJ/kg。
修正后（经二类）的热耗率：kJ/kWhHQ HRC Q式中C Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、再热压损、再热减温水流量及汽机背压对热耗的综合修正系数。
修正后的功率：N N t kWpQ式中K Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、再热压损、再热减温水流量及汽机背压对功率的综合修正系数。
1. 2汽轮机汽耗率计算a. 试验汽耗率：kg/kWhSR G0N tb. 修正后的汽耗率：SR G ckg/kWh关于修订管理标准的通知pc cp式中G c ─ 修正后的主蒸汽流量， G cG 0 ，kg/h ；p c 、c ─ 设计主蒸汽压力、主蒸汽比容； p 0 、0 ─ 实测主蒸汽压力、主蒸汽比容。
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楼主对效率的理解有误，透平机输出功率N=G.ΔHs.η/3600，这是你需要的公式，这里：
N：kW
G：蒸汽流量,kg/h
ΔHs：等熵焓降，kJ/kg，注意这里是等熵焓降！
η：等熵效率，也称内效率，%，一般也就60~70%，这个效率也就是你所言的那个60%的效率。
再来看看你的蒸汽参数：
1、汽轮机入口过热蒸汽：
压力P=23.5barg，温度T=390C，比焓H=3,218kJ/kg，比熵S= 6.9933 kJ/kg.C；2、汽轮机出口蒸汽：
注意，你既然指定了等熵效率60%，那么你就应该计算和入口蒸汽比熵相等的熵值的蒸汽参数，其温度压力这俩参数你不能都去指定，而需要你计算：
压力P=8barg（压力值你可以指定，这个与背压汽轮机控制出口蒸汽压力的过程是吻合的）
比熵S= 6.9933 kJ/kg.C（比熵一定要和入口蒸汽相等！此点非常重要，这是你计算的基准！）
根据上述两个条件，即指定的压力和比熵，确定最终汽轮机出口蒸汽参数为：温度T=253.22 C，比焓H=2,954kJ/kg，你的计算错在这里！因为你指定了等熵效率60%，那么你就不能再指定出口蒸汽的温度、压力这两个参数了，你应该指定比熵、压力这两个参数，由这俩参数计算比焓，求出焓降：
ΔHs=3218-2954=265 kJ/kg；
因此N=G.ΔHs.η/3600=10000x265x60%/3600=441.7 kW=0.442 MW，拿计算器摁都成，MW消耗蒸汽量（俗称的汽耗）W=10/0.442=22.6 T/MW，一般工厂用汽轮机用蒸汽参数要比楼主给出的蒸汽参数更高，比如5MPa，450C蒸汽，汽耗一般在20T/MW（或者说20kg/kW），你这个汽轮机的数据略高了些，但你的蒸汽参数低啊，经验数据还是差不多的，贵厂的汽轮机发电是不是差不多这个数？呵呵。