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軸向位移和脹差的零位是如(rú)何确定的?

時間:2022-10-14     【轉載】   來(lái)自(zì):熱(rè)電論壇   閱讀(dú)

一、什麽是軸向位移?軸向位移變化有什麽危害?

汽輪機(jī)在運轉中,轉子沿着主軸方向的竄動稱爲軸向位移。

機(jī)組的軸向位移應保持在允許範圍内,一般爲0.8~1.0mm,超過這個數值就(jiù)會引起動靜(jìng)部分(fēn)發生(shēng)摩擦碰撞,發生(shēng)嚴重損壞事(shì)故,如(rú)軸彎曲,隔闆和葉輪碎裂,汽輪機(jī)大(dà)批葉片折斷等。

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

汽輪機(jī)運行中,汽流在其通道中流動時所産生(shēng)的軸向推力是由推力承軸來(lái)承擔的,并由它來(lái)保持轉子和汽缸的相(xiàng)對軸向位置。不同負荷下軸向推力的大(dà)小是不同的,推力承軸在受壓時産生(shēng)的彈性變形也相(xiàng)應變化,所以運行中應該将位移數值和準值作(zuò)比較,借以查明機(jī)組運行是否正常。

作(zuò)用在汽輪機(jī)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(jī)通流部分(fēn)正常的動靜(jìng)軸向間隙。軸向推力的變化将影(yǐng)響推力承軸工況的變化,進而會影(yǐng)響到汽輪機(jī)動靜(jìng)軸向間隙。從(cóng)汽輪機(jī)安全運行的角度看(kàn)來(lái),動靜(jìng)軸向間隙是不允許由過大(dà)的變化的,所以通常均在推力承軸部位裝設汽輪機(jī)轉子軸向位移監測裝置,以保證汽輪機(jī)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(jiù)是說(shuō)在軸向推力用下會産生(shēng)一定程度的彈性位移。如(rú)果汽輪機(jī)軸向推力過大(dà),超過了推力承軸允許的負載限度,則會導緻推力承軸的損壞,較常見(jiàn)到的就(jiù)是推力瓦磨損和燒毀,此時推力承軸将不能保持機(jī)組動靜(jìng)之間的正常軸向間隙,從(cóng)而将導緻動靜(jìng)碰磨,嚴重時還(hái)會造成更大(dà)的設備損壞事(shì)故

軸向位移保護裝置是用來(lái)檢測汽輪機(jī)轉子和靜(jìng)子之間相(xiàng)對位移,它根據推力軸承承載能力和流通部分(fēn)間隙規定了報警值和停機(jī)值,當軸向位移驟增值超過規定值時,軸向位移保護裝置能自(zì)動報警和自(zì)動停機(jī),防止軸向位移增大(dà)時汽輪機(jī)受到損傷。

圖1.jpg

  軸向位移爲正值時,大(dà)軸向發電機(jī)方向移,若此時汽缸膨脹遠(yuǎn)小于軸的膨脹,差脹不一定向正值方向變化;如(rú)果機(jī)組參數不變,負荷穩定,差脹與軸向位移不發生(shēng)變化。機(jī)組啓停過程中及蒸汽參數變化時,差脹将會發生(shēng)變化,由于負荷的變化而軸向位移也一定發生(shēng)變化。運行中軸向位移變化,必然引起差脹的變化。

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二、軸向位移和脹差的零位是如(rú)何确定的?

    在冷(lěng)态時,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,定爲零位,脹差的零位則将轉子推力盤向工作(zuò)面瓦塊推足時定爲零位。在冷(lěng)态起動前,脹差的指示隻能爲零或負值,軸向位移的指示隻能是正值或零。

圖片3.jpg

三、引起汽輪機(jī)軸向位移增大(dà)的主要原因有:

1、過熱(rè)蒸汽流量變化。
2、汽輪機(jī)葉片結垢使流通面積減小。
3、過熱(rè)蒸汽溫度變化。
4、機(jī)組負荷變化。
5、高壓軸封大(dà)量漏汽導緻軸承座溫度升高。
6、高壓汽封疏汽壓調節變化。
7、汽輪機(jī)葉片在運行中斷落。
8、汽輪機(jī)基礎沉降也可(kě)會影(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、發電機(jī)轉子竄動。
12、頻率變化。
13、汽輪機(jī)真空變化。
14、電氣式軸位移表受頻率,電壓的變化影(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(rè)蒸汽含水高,造成汽輪機(jī)“水沖擊”


四、軸向位移的監視

汽輪機(jī)轉子的軸向位移是用來(lái)監視推力軸承工作(zuò)狀況的。近來(lái),一些機(jī)組還(hái)裝設了推力瓦油膜壓力表,運行人員(yuán)利用這些表計(jì)監視汽輪機(jī)推力瓦的工作(zuò)狀況和轉子軸向位移的變化。

汽輪機(jī)軸向位移停機(jī)保護值一般爲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即跳(tiào)閘停機(jī),這樣推力盤和機(jī)組内部都(dōu)不緻損壞,機(jī)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。因爲油量很大(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)是運行機(jī)組推力瓦塊烏金溫度測點位置及與烏金表面的距離(lí),均使測得(de)的溫度不能完全代表烏金最高溫度。因此,各制造廠(chǎng)根據自(zì)己的經驗制定了限額。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值,目前還(hái)不能提出一個共同的标準。

當軸向位移增加時,運行人員(yuán)應對照(zhào)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(rú)證明軸向位移表指示正确,應分(fēn)析原因,并申請(qǐng)做變負荷試驗,做好記錄,彙報上級,并應針對具體(tǐ)情況,采取相(xiàng)應措施加以處。                

汽輪機(jī)都(dōu)有設計(jì)的推力軸承的工作(zuò)面和非工作(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,與安裝水平、進汽方式、機(jī)組各級級壓力、軸向推力的平衡情況等等有關,在某些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(dōu)不能超過危險值(跳(tiào)閘值)。

汽輪機(jī)推力瓦工作(zuò)面與非工作(zuò)面隻是名稱上的不同,其瓦塊構造及受力能力完全相(xiàng)同(但(dàn)由于安裝定位插銷及進油口的位置不同,一般安裝時不好随意調換),推力瓦的工作(zuò)面在運行中不一定就(jiù)是受推力的瓦塊。汽輪機(jī)在全冷(lěng)态時需對汽輪機(jī)的軸位移、差脹、安裝間隙等參數進行定0位或測量時,用外力(如(rú)千斤頂)預加一定的力在轉子的推力盤上(如(rú)10噸的力),使推力盤與推力瓦靠緊,此時就(jiù)是差脹、軸位移的測量0位,推向的那一側推力瓦側稱爲推力瓦工作(zuò)面。

對于高中壓合缸的汽輪機(jī),低壓缸對軸向推力的大(dà)小影(yǐng)響比較大(dà)。正常情況下,汽機(jī)的軸向推力是指向發電機(jī)側的,所以靠近發電機(jī)一側的爲工作(zuò)面。當機(jī)組負荷急劇(jù)變化時,軸向推力的方向指向機(jī)頭,靠近機(jī)頭側的一面爲工作(zuò)面。工作(zuò)面和非工作(zuò)面隻是相(xiàng)對的,沒有嚴格的界限,不同情況有不同的解釋。

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