湿蒸汽是水的一种存在形态,这个存在形态下是汽液两相共存的。此时,水处于饱和状态,温度为对应于压力
的饱和温度,即
。由于
与
为相互对应的数值,不是相互独立的参数,故此时仅知
及
不能决定其状态,必须另有一个独立参数才能决定其状态。
在动力工程中,采用水介质的朗肯循环,压力较低的机组,蒸汽已膨胀至湿蒸汽区,湿蒸汽在汽轮机级内流动,会对汽轮机运行产生如下主要影响:
①湿汽损失,导致汽轮机效率下降。湿汽损失包括过饱和损失、汽流阻力损失、制动损失和疏水损失。过饱和现象是指蒸汽在湿蒸汽区域内暂时仍按过热蒸汽的变化规律膨胀,使得蒸汽较之给定的压力降落范围内的理想绝热焓将有所减小,理想绝热焓引起的损失为过饱和损失。湿蒸汽在汽轮机中流动时,各种大小的水珠的运动速度都低于蒸汽的流速,水珠直径越大,水珠速度比蒸汽低得越多,低速水珠对高速汽流形成一种摩擦阻力,消耗部分蒸汽的动能,称之为汽流阻力损失。由于水珠不能顺利进入动叶汽道,而是撞击叶片背面,并对叶片产生制动作用,这种制动作用所消耗的机械功叫作制动损失。湿蒸汽通过动叶栅时也有水珠集聚在动叶片表面上形成水膜,这部分水分在极大的离心力作用下大部分顺着叶片表面向外径方向运动,并从疏水口排出级外,造成的能量损失称为疏水损失。
②对动叶片一部分材料的腐蚀,降低汽轮机运行的可靠性。湿蒸汽在汽轮机级内流动时,水珠撞击汽轮机动叶,除造成上述损失外,还会造成动叶的材料腐蚀。湿蒸汽造成的汽轮机叶片腐蚀,是影响汽轮机安全可靠性的主要因素。
为了提高湿蒸汽汽轮机级的效率、防止动叶被水珠冲蚀破坏,通常采用中间再热循环和外部去湿装置以减少水分的影响。