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?HS?—?v?dp?—vp??P （2—12）
式中：?Hs，—vp,?P——分别是给水获得的压缩过程中的理想等熵焓升，平均比容，压力升高。
考虑到泵的机械效率?ps，给水的实际焓升为
???hsp?ps （2—13）
可见，给水泵的焓升来源于原动机的耗功，同时又被给水吸收利用于热力系统。系统给水在泵中所提升的压力越高，给水泵的效率越低，则给水泵的焓升就越大。
在主汽轮机的负荷减少时，给水流量虽然减少，抽汽压力也降低了。在调节阀升度不变时，进汽量同时降低，而且进汽焓降也随进汽压力降低而减少，二者都使给水泵汽轮机的出力减少。所以，在主汽轮机减负荷时，给水泵的能耗虽然减少了，但给水泵汽轮机出力也降得更快。因此，随着主汽轮机的负荷降低，给水泵汽轮机的调解阀不仅不关小，反而升大，当调节阀全开时，需要自动切换到压力更高的汽源。
由于从给水泵汽轮机测较难直接在现场测出其效率，除非在驱动端（即给水泵汽轮机与给水泵连接处）安装扭矩仪，但是这样往往无法在现场做到，难度很大。所以我们可以根据给水泵和给水泵汽轮机之间的能量平衡原理来分析这个问题。
锅炉给水泵轴功率的测量，可以采用热力学方法测出给水泵的效率。热力学方法是把热力学第一定律应用于水和其流过的给水泵之间的能量转换。随着给水压力和温度的提高，以及给水泵功率的增大，给水的压缩性不能忽略不计。给水泵的效率可以通过测量给水得到的有效能与泵轴传递给给水泵的能量来确定。
泵的热力学效率为泵内流体在等熵压缩过程中所吸收的能量与外界供给的能量之比。供给能量包括对通过泵内流体的加热，对流体流过平衡装置，密封水系统水和流过润滑系统油的加热，以及泵体的散热损失等等。
泵的热力学效率的表达式为[13]：
?th?Q(hs?h1)Q(h2?h1)?q(hq?h1)?wm?wr?wf （2—14）
式中：
Q(hs?h1)——单位时间内等熵压缩过程转移给流体的能量
kW；
Q（h2?h1)——单位时间内实际压缩过程转移给流体的能量 kW；
q(hq?h1)——单位时间转移给通过平衡装置水的能量
kW；
kW；
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wm——单位时间转移给密封水的能量；wm?qmchmc?qmihmi
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wr——单位时间转移给润滑油的能量；wr?qrehre?qrihri kW；
wf——辐射功率 kW。
另一方面，可以从计算单位质量的水从泵轴上获得的能量为基础，通过测量泵的性能
可变参数（压力、温度、流速、标高）和水的热力学性能加以确定。
测量系统原则布置如下图：
入口截面出口截面入口测点出口测点
图2—1 系统测量原则布置图
每单位的质量流体的水力能Eh和机械能Em分别由下式表示
Eh?v(p2?p1)?(?2?U2??1U1)2?g(z2?z1)22 （2—15）
22Em??(p21?p11)?cp(t21?t11)?(?2?U21??1?U112?g(z21?z11)??Em （2—16）
确定Eh的测点由图 3-2 中的 1、2 标示；Em由 11、21 标示。?Em为平衡装置、密封装置的泄漏，密封冷却水和泵体散热造成的能量修正项。
在 ISO5198《离心泵，混流泵和轴流泵液力性能试验规程》（精密级）中有关利用热力学方法测量泵效率部分，对?Em的精确计算，应考虑到平衡装置和密封装置处流体和泵轴之间的所有摩擦和泵壳外壁与周围环境的传热。每单位的质量流体机械损失的能量预测量面之间的水带走，例如：轴承损失Ex。
所以，给水泵的效率表达式为[14]： ?gs?Eh(Em?Ex) （2—17）
由于在泵的进、出口截面上测得的数据的不均匀性和测量仪器精密度的限制，以及实验
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条件的不完善而造成的相当大的修正量。所以，ISO5198《离心泵，混流泵和轴流泵液力性能试验规程》（精密级）规定热效率法只能用于总扬程超过100m 的泵，泵进、出水的温差≥3℃,温差的误差测定到 0——2℃以内。
2.5 泵效率的计算式
基于上述热力学方法测量泵效率的原理，在大型锅炉给水泵实验件下，可以认为水的膨胀系数?1?1[15]。由于大型给水泵的进、出口水温差都不大于 3℃,故可简单的用式（2—15）
p1、p2、t1、t2中的代替式（2—16）中的p11、p21、t11、t21，泵进、出水的动能变化量远远小
于压差能，对总扬程的影响可以忽略不计，泵进、出口压力表的安装标高相同，故位能差为零。一般情况下，给水泵平衡装置的出水接入其进口，在泵进口温度测点之后，?Em修正项中平衡装置的泄漏损失不再考虑，合并?Em 和?Ex，那么大型给水泵效率的计算公式简化为：
??式中：
p1、p2 ——分别为泵的进出口压力； t1、t2 ——分别为泵的进出口温度；
v(p2?p1)[?(p2?p1)?cp(t2?t1)?Ex] （2—18）
ν ——相应于(p2?p1)/2和(t2?t1)/2的质量体积流量；
?——相应于(p2?p1)/2和(t2?t1)/2下的等温系数；
??(hp)??c?t(vT)p表示水的一种热力学特性
pc——相应于(p2?p1)/2和(t2?t1)/2下的质量定压热容；
1%---3%的轴功率KJ/Kg。
Ex——每公斤工质轴封、轴承和泵体的散热损失可取
根据热力学第二定律，可以得出：
?(p2?p1)?cp(t2?t1)?h2?h1 （2—19）
式中：
h1、h2——为给水泵进、出口测量面积的给水焓 kJ/kg
变为：
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??Eh(Em?Ex)v(p2?p1)??h2?h1??2U1??122122?g(z2?z1)?2U22??1U2 （2—20）
?g(z2?z1)??Em?Ex?Em?Ex与泵的比转数有关，可以取用泵制造厂提供的系数，在没有得到该数据时，
对于刚投运得给水泵，可取 0.01——0.0015,旧泵为 0.02——0.03,并且完全可以满足工程需要精度的要求[16]。
所以，可得泵的有效功率为：
pu??gHQ （2—21） 式中：
ρ ——为给水泵进、出口平均密度； kg/m H——为水泵扬程；m Q——为给水泵体积和流量；
当给水泵有抽头和增压级时，流体得到的有效功需要考虑抽头和增压级的有效功。泵的轴功率可以由下式确定： Pu??P? （2—22）
进而可得给水泵汽轮机的轴功率的计算式： PP?t?? （2—23）
ml?ml——为机械效率
最后可以得出给水泵汽轮机效率的计算式： 给水泵汽轮机的效率计算式： ?ri?PtG(h （2—24）
1t?h2t) 式中：
G——为给水泵汽轮机的进汽流量； kg/s
h1t——为给水泵汽轮机的进汽焓；
J/kg
h2t——为给水泵汽轮机的排汽理想焓；J/kg。
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第三章 实例分析与计算
3.1 给水泵和给水泵汽轮机的规范[19]
某电厂 1 号汽轮机为 N600-16.7/538/538 型亚临界、一次中间再热、四缸四汽单轴、凝汽、带八级回热抽汽的汽轮机机组。
该机组配套的给水泵汽轮机的技术规范如下： （1） 给水泵汽轮机型号：ND(G)84/79/07-1；
型式：单缸、单轴、冲动、凝汽式、新汽内切换； 低压汽源压力：0.708 3Mpa； 低压汽源温度：324.7℃； 高压汽源压力：16.7Mpa； 高压汽源温度：538℃； 相对内效率：82.3%； 排汽压力：6.28kPa；
调速范围：2800r/min-6100r/min。
（2） 给水泵型号：HPT300-330-5s/33+29,
主要的技术参数见下表：
其中，前置泵有电动机直接驱动，给水泵与给水泵汽轮机的连接方式见图 3-1。
给水泵的配套方式为 2×50%。
P,t13P,t四级抽汽2P,tP,t
图 3-1 给水泵与给水泵汽轮机的连接方式 1——前置泵； 2——给水泵汽轮机； 3——电动机；
3.2 给水泵主要参数
表3—1 给水泵及其汽轮机在设计保证工况下（600MW）的主要参数：
名称 进水压力 单位 MPa 2.28 数值 19