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軸向位移和(hé)脹差的零位是如何确定的?

時(shí)間(jiān):2022-10-14     【轉載】   來(lái)自:熱電(diàn)論壇   閱讀

一、什麽是軸向位移?軸向位移變化有(yǒu)什麽危害?

汽輪機在運轉中,轉子沿着主軸方向的竄動稱為(wèi)軸向位移。

機組的軸向位移應保持在允許範圍內(nèi),一般為(wèi)0.8~1.0mm,超過這個(gè)數(shù)值就會(huì)引起動靜部分發生(shēng)摩擦碰撞,發生(shēng)嚴重損壞事故,如軸彎曲,隔闆和(hé)葉輪碎裂,汽輪機大(dà)批葉片折斷等。

轉子軸向位移(也被成為(wèi)竄軸)這一指标主要是用以監督推力承軸的工作(zuò)狀況。

汽輪機運行(xíng)中,汽流在其通(tōng)道(dào)中流動時(shí)所産生(shēng)的軸向推力是由推力承軸來(lái)承擔的,并由它來(lái)保持轉子和(hé)汽缸的相對軸向位置。不同負荷下軸向推力的大(dà)小(xiǎo)是不同的,推力承軸在受壓時(shí)産生(shēng)的彈性變形也相應變化,所以運行(xíng)中應該将位移數(shù)值和(hé)準值作(zuò)比較,借以查明(míng)機組運行(xíng)是否正常。

作(zuò)用在汽輪機轉子的軸向推力,是由推力承軸來(lái)承受的,推力承軸承受轉子的軸向推力并維持汽輪機通(tōng)流部分正常的動靜軸向間(jiān)隙。軸向推力的變化将影(yǐng)響推力承軸工況的變化,進而會(huì)影(yǐng)響到汽輪機動靜軸向間(jiān)隙。從汽輪機安全運行(xíng)的角度看來(lái),動靜軸向間(jiān)隙是不允許由過大(dà)的變化的,所以通(tōng)常均在推力承軸部位裝設汽輪機轉子軸向位移監測裝置,以保證汽輪機組的安全工作(zuò)。

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(huì)産生(shēng)一定程度的彈性位移。如果汽輪機軸向推力過大(dà),超過了推力承軸允許的負載限度,則會(huì)導緻推力承軸的損壞,較常見到的就是推力瓦磨損和(hé)燒毀,此時(shí)推力承軸将不能保持機組動靜之間(jiān)的正常軸向間(jiān)隙,從而将導緻動靜碰磨,嚴重時(shí)還(hái)會(huì)造成更大(dà)的設備損壞事故

軸向位移保護裝置是用來(lái)檢測汽輪機轉子和(hé)靜子之間(jiān)相對位移,它根據推力軸承承載能力和(hé)流通(tōng)部分間(jiān)隙規定了報警值和(hé)停機值,當軸向位移驟增值超過規定值時(shí),軸向位移保護裝置能自動報警和(hé)自動停機,防止軸向位移增大(dà)時(shí)汽輪機受到損傷。

圖1.jpg

  軸向位移為(wèi)正值時(shí),大(dà)軸向發電(diàn)機方向移,若此時(shí)汽缸膨脹遠小(xiǎo)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,負荷穩定,差脹與軸向位移不發生(shēng)變化。機組啓停過程中及蒸汽參數(shù)變化時(shí),差脹将會(huì)發生(shēng)變化,由于負荷的變化而軸向位移也一定發生(shēng)變化。運行(xíng)中軸向位移變化,必然引起差脹的變化。

圖2.jpg


二、軸向位移和(hé)脹差的零位是如何确定的?

    在冷态時(shí),軸向位移的零點是将轉子的推力盤向非工作(zuò)瓦塊推足時(shí),定為(wèi)零位,脹差的零位則将轉子推力盤向工作(zuò)面瓦塊推足時(shí)定為(wèi)零位。在冷态起動前,脹差的指示隻能為(wèi)零或負值,軸向位移的指示隻能是正值或零。

圖片3.jpg

三、引起汽輪機軸向位移增大(dà)的主要原因有(yǒu):

1、過熱蒸汽流量變化。
2、汽輪機葉片結垢使流通(tōng)面積減小(xiǎo)。
3、過熱蒸汽溫度變化。
4、機組負荷變化。
5、高(gāo)壓軸封大(dà)量漏汽導緻軸承座溫度升高(gāo)。
6、高(gāo)壓汽封疏汽壓調節變化。
7、汽輪機葉片在運行(xíng)中斷落。
8、汽輪機基礎沉降也可(kě)會(huì)影(yǐng)響軸向位移的變化。
9、推力軸瓦磨損或損壞,推力瓦工作(zuò)失常。
10、抽汽停用,軸向推力變化。
11、發電(diàn)機轉子竄動。
12、頻率變化。
13、汽輪機真空(kōng)變化。
14、電(diàn)氣式軸位移表受頻率,電(diàn)壓的變化影(yǐng)響。
15、液壓式軸位移表受主油泵出口油壓、油溫變化等影(yǐng)響。
16、過熱蒸汽含水(shuǐ)高(gāo),造成汽輪機“水(shuǐ)沖擊”


四、軸向位移的監視(shì)

汽輪機轉子的軸向位移是用來(lái)監視(shì)推力軸承工作(zuò)狀況的。近來(lái),一些(xiē)機組還(hái)裝設了推力瓦油膜壓力表,運行(xíng)人(rén)員利用這些(xiē)表計(jì)監視(shì)汽輪機推力瓦的工作(zuò)狀況和(hé)轉子軸向位移的變化。

汽輪機軸向位移停機保護值一般為(wèi)推力瓦塊烏金的厚度-0.1—0.2mm,其意義是當推力瓦烏金磨損熔化而瓦胎金屬尚未觸及推力盤時(shí)即跳(tiào)閘停機,這樣推力盤和(hé)機組內(nèi)部都不緻損壞,機組修複也比較容易。

在推力瓦工作(zuò)失常的初期,較難根據推力瓦回油溫度來(lái)判斷。因為(wèi)油量很(hěn)大(dà),反應不靈敏,推力瓦烏金溫度表能較靈敏地反映瓦塊溫度的變化。但(dàn)是運行(xíng)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(de)的溫度不能完全代表烏金最高(gāo)溫度。因此,各制(zhì)造廠根據自己的經驗制(zhì)定了限額。油膜壓力測點能夠立即對瓦塊負荷變化作(zuò)出反應,但(dàn)對油膜壓力的安全界限數(shù)值,目前還(hái)不能提出一個(gè)共同的标準。

當軸向位移增加時(shí),運行(xíng)人(rén)員應對照運行(xíng)工況,檢查推力瓦溫度和(hé)推力瓦油回溫度是否升高(gāo)及差脹和(hé)缸脹情況。如證明(míng)軸向位移表指示正确,應分析原因,并申請(qǐng)做(zuò)變負荷試驗,做(zuò)好記錄,彙報上(shàng)級,并應針對具體(tǐ)情況,采取相應措施加以處。                

汽輪機都有(yǒu)設計(jì)的推力軸承的工作(zuò)面和(hé)非工作(zuò)面,一般正常情況下受力應該與設計(jì)一緻,即工作(zuò)面承受軸向推力,但(dàn)這并不是一成不變的,與安裝水(shuǐ)平、進汽方式、機組各級級壓力、軸向推力的平衡情況等等有(yǒu)關,在某些(xiē)特殊工況或異常工況下,原設計(jì)的非工作(zuò)面也可(kě)承受軸向推力,但(dàn)無論正向還(hái)是負向的軸位移都不能超過危險值(跳(tiào)閘值)。

汽輪機推力瓦工作(zuò)面與非工作(zuò)面隻是名稱上(shàng)的不同,其瓦塊構造及受力能力完全相同(但(dàn)由于安裝定位插銷及進油口的位置不同,一般安裝時(shí)不好随意調換),推力瓦的工作(zuò)面在運行(xíng)中不一定就是受推力的瓦塊。汽輪機在全冷态時(shí)需對汽輪機的軸位移、差脹、安裝間(jiān)隙等參數(shù)進行(xíng)定0位或測量時(shí),用外力(如千斤頂)預加一定的力在轉子的推力盤上(shàng)(如10噸的力),使推力盤與推力瓦靠緊,此時(shí)就是差脹、軸位移的測量0位,推向的那(nà)一側推力瓦側稱為(wèi)推力瓦工作(zuò)面。

對于高(gāo)中壓合缸的汽輪機,低(dī)壓缸對軸向推力的大(dà)小(xiǎo)影(yǐng)響比較大(dà)。正常情況下,汽機的軸向推力是指向發電(diàn)機側的,所以靠近發電(diàn)機一側的為(wèi)工作(zuò)面。當機組負荷急劇(jù)變化時(shí),軸向推力的方向指向機頭,靠近機頭側的一面為(wèi)工作(zuò)面。工作(zuò)面和(hé)非工作(zuò)面隻是相對的,沒有(yǒu)嚴格的界限,不同情況有(yǒu)不同的解釋。

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