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軸向位移和脹差的零位是如何確定的?

 孫年飛 2020-12-01



1,、什么是軸向位移,?軸向位移變化有什么危害?

   汽輪機在運轉(zhuǎn)中,,轉(zhuǎn)子沿著主軸方向的竄動稱為軸向位移,。

     機組的軸向位移應(yīng)保持在允許范圍內(nèi),一般為0.8~1.0mm,,超過這個數(shù)值就會引起動靜部分發(fā)生摩擦碰撞,,發(fā)生嚴(yán)重損壞事故,,如軸彎曲,隔板和葉輪碎裂,,汽輪機大批葉片折斷等,。

      轉(zhuǎn)子軸向位移(也被成為竄軸)這一指標(biāo)主要是用以監(jiān)督推力承軸的工作狀況。

      汽輪機運行中,,汽流在其通道中流動時所產(chǎn)生的軸向推力是由推力承軸來承擔(dān)的,,并由它來保持轉(zhuǎn)子和汽缸的相對軸向位置。不同負荷下軸向推力的大小是不同的,,推力承軸在受壓時產(chǎn)生的彈性變形也相應(yīng)變化,,所以運行中應(yīng)該將位移數(shù)值和準(zhǔn)值作比較,借以查明機組運行是否正常,。

      作用在汽輪機轉(zhuǎn)子的軸向推力,,是由推力承軸來承受的,推力承軸承受轉(zhuǎn)子的軸向推力并維持汽輪機通流部分正常的動靜軸向間隙,。軸向推力的變化將影響推力承軸工況的變化,,進而會影響到汽輪機動靜軸向間隙。從汽輪機安全運行的角度看來,,動靜軸向間隙是不允許由過大的變化的,,所以通常均在推力承軸部位裝設(shè)汽輪機轉(zhuǎn)子軸向位移監(jiān)測裝置,以保證汽輪機組的安全工作,。

      推力承軸,,包括承軸座架、瓦架,、油膜,,并非絕對剛性,也就是說在軸向推力用下會產(chǎn)生一定程度的彈性位移,。如果汽輪機軸向推力過大,,超過了推力承軸允許的負載限度,則會導(dǎo)致推力承軸的損壞,,較常見到的就是推力瓦磨損和燒毀,,此時推力承軸將不能保持機組動靜之間的正常軸向間隙,從而將導(dǎo)致動靜碰磨,,嚴(yán)重時還會造成更大的設(shè)備損壞事故

  軸向位移保護裝置是用來檢測汽輪機轉(zhuǎn)子和靜子之間相對位移,,它根據(jù)推力軸承承載能力和流通部分間隙規(guī)定了報警值和停機值,當(dāng)軸向位移驟增值超過規(guī)定值時,,軸向位移保護裝置能自動報警和自動停機,,防止軸向位移增大時汽輪機受到損傷。

     軸向位移為正值時,,大軸向發(fā)電機方向移,,若此時汽缸膨脹遠小于軸的膨脹,差脹不一定向正值方向變化,;如果機組參數(shù)不變,負荷穩(wěn)定,,差脹與軸向位移不發(fā)生變化,。機組啟停過程中及蒸汽參數(shù)變化時,差脹將會發(fā)生變化,,由于負荷的變化而軸向位移也一定發(fā)生變化,。運行中軸向位移變化,必然引起差脹的變化,。

2,、軸向位移和脹差的零位是如何確定的?

    在冷態(tài)時,,軸向位移的零點是將轉(zhuǎn)子的推力盤向非工作瓦塊推足時,,定為零位,脹差的零位則將轉(zhuǎn)子推力盤向工作面瓦塊推足時定為零位,。在冷態(tài)起動前,,脹差的指示只能為零或負值,軸向位移的指示只能是正值或零,。

3,、引起汽輪機軸向位移增大的主要原因有 

1、過熱蒸汽流量變化,。

2,、汽輪機葉片結(jié)垢使流通面積減小。
3,、過熱蒸汽溫度變化,。
4、機組負荷變化,。
5,、高壓軸封大量漏汽導(dǎo)致軸承座溫度升高。
6,、高壓汽封疏汽壓調(diào)節(jié)變化,。
7、汽輪機葉片在運行中斷落,。
8、汽輪機基礎(chǔ)沉降也可會影響軸向位移的變化,。
9,、推力軸瓦磨損或損壞,推力瓦工作失常,。
10,、抽汽停用,,軸向推力變化。
11,、發(fā)電機轉(zhuǎn)子竄動,。
12、頻率變化,。
13,、汽輪機真空變化。
14,、電氣式軸位移表受頻率,,電壓的變化影響。
15,、液壓式軸位移表受主油泵出口油壓,、油溫變化等影響。
16,、過熱蒸汽含水高,,造成汽輪機“水沖擊”

4.軸向位移的監(jiān)視

  汽輪機轉(zhuǎn)子的軸向位移是用來監(jiān)視推力軸承工作狀況的。近來,,一些機組還裝設(shè)了推力瓦油膜壓力表,,運行人員利用這些表計監(jiān)視汽輪機推力瓦的工作狀況和轉(zhuǎn)子軸向位移的變化。

  汽輪機軸向位移停機保護值一般為推力瓦塊烏金的厚度-0.1—0.2mm,,其意義是當(dāng)推力瓦烏金磨損熔化而瓦胎金屬尚未觸及推力盤時即跳閘停機,,這樣推力盤和機組內(nèi)部都不致?lián)p壞,機組修復(fù)也比較容易,。

  在推力瓦工作失常的初期,,較難根據(jù)推力瓦回油溫度來判斷。因為油量很大,,反應(yīng)不靈敏,,推力瓦烏金溫度表能較靈敏地反映瓦塊溫度的變化。但是運行機組推力瓦塊烏金溫度測點位置及與烏金表面的距離,,均使測得的溫度不能完全代表烏金最高溫度,。因此,各制造廠根據(jù)自己的經(jīng)驗制定了限額,。油膜壓力測點能夠立即對瓦塊負荷變化作出反應(yīng),,但對油膜壓力的安全界限數(shù)值,目前還不能提出一個共同的標(biāo)準(zhǔn),。

  當(dāng)軸向位移增加時,,運行人員應(yīng)對照運行工況,檢查推力瓦溫度和推力瓦油回溫度是否升高及差脹和缸脹情況,。如證明軸向位移表指示正確,,應(yīng)分析原因,,并申請做變負荷試驗,做好記錄,,匯報上級,,并應(yīng)針對具體情況,采取相應(yīng)措施加以處,。                 

   汽輪機都有設(shè)計的推力軸承的工作面和非工作面,,一般正常情況下受力應(yīng)該與設(shè)計一致,即工作面承受軸向推力,,但這并不是一成不變的,,與安裝水平、進汽方式,、機組各級級壓力,、軸向推力的平衡情況等等有關(guān),在某些特殊工況或異常工況下,,原設(shè)計的非工作面也可承受軸向推力,,但無論正向還是負向的軸位移都不能超過危險值(跳閘值)。

汽輪機推力瓦工作面與非工作面只是名稱上的不同,,其瓦塊構(gòu)造及受力能力完全相同(但由于安裝定位插銷及進油口的位置不同,,一般安裝時不好隨意調(diào)換),推力瓦的工作面在運行中不一定就是受推力的瓦塊,。汽輪機在全冷態(tài)時需對汽輪機的軸位移,、差脹、安裝間隙等參數(shù)進行定0位或測量時,,用外力(如千斤頂)預(yù)加一定的力在轉(zhuǎn)子的推力盤上(如10噸的力),,使推力盤與推力瓦靠緊,此時就是差脹,、軸位移的測量0位,,推向的那一側(cè)推力瓦側(cè)稱為推力瓦工作面。

  對于高中壓合缸的汽輪機,低壓缸對軸向推力的大小影響比較大.正常情況下,汽機的軸向推力是指向發(fā)電機側(cè)的,所以靠近發(fā)電機一側(cè)的為工作面.當(dāng)機組負荷急劇變化時,軸向推力的方向指向機頭,靠近機頭側(cè)的一面為工作面.工作面和非工作面只是相對的,沒有嚴(yán)格的界限.不同情況有不同的解釋  ,。

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