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汽轮机为什么要测量轴向位移
轴向位移测量可以用来描述止推环法兰和止推轴承之间的相对位置。对于一台大型旋转机械来说，轴向位移是重要的测量参数之一。汽轮机轴向位移的测量主要的目的是为了保证消除机器转子与定子之间的摩擦。轴向止推轴承故障可能是最严重的机器故障，因此，必须对大型旋转机械轴的窜动量进行在线监测，以防止发生这种类型的故障，保护机器的安全。
汽轮机轴向位移与胀差 汽轮机轴向位移与胀差 (1) 一、汽轮机轴向位移增大的原因 (1) 二、汽轮机轴向位移增大的处理 (1) 三、汽机轴向位移测量失灵的运行对策 (1) 汽轮机的热膨胀和胀差 (2) 相關提問： (2) 1、轴向位移和胀差的概念 (3) 2、轴向位移和胀差产生的原因（影响机组胀差的因素） (3) 使胀差向正值增大的主要因素简述如下： (3) 使胀差向负值增大的主要原因： (4) 正胀差 - 影响因素主要有： (4) 3、轴向位移和胀差的危害 (6) 4、机组启动时胀差变化的分析与控制 (6) 汽封供汽抽真空阶段。 (7) 暖机升速阶段。 (7) 定速和并列带负荷阶段。 (7) 汽轮机推力瓦温度的防控热转贴 (9) 1 润滑油系统异常........................................................... .. (9) 2 轴向位移增大 (9) 3 汽轮机单缸进汽 (10) 4 推力轴承损坏 (10) 5 任意调速汽门门头脱落 (10) 6 旁路系统误动作 (10) 7 结束语 (10) 汽轮机轴向位移与胀差 轴向位移增大原因及处理 一、汽轮机轴向位移增大的原因 1）负荷或蒸汽流量突变； 2）叶片严重结垢； 3）叶片断裂； 4）主、再热蒸汽温度和压力急剧下降； 5）轴封磨损严重，漏汽量增加； 6）发电机转子串动； 7）系统周波变化幅度大； 8）凝汽器真空下降； 9）汽轮机发生水冲击； 10）推力轴承磨损或断油。 二、汽轮机轴向位移增大的处理 1）当轴向位移增大时，应严密监视推力轴承的进、出口油温、推力瓦金属温度、胀差及机组振动情况；
汽轮机轴向位移监控系统工作原理 黄宁 摘要：发电机轴向位移监控系统是保证发电机稳定运行不可缺少的在线监控设备，它的好坏直接影响到发电机的稳定运行，本文阐述轴向位移监控系统的工作原理和故障排查方法。关键词：轴向位移监视仪电涡传感器轴向位移监控系统 1、轴向位移监视仪 概述：RDZW-2Na智能轴向位移（胀差）监视保护仪式一种用于检测旋转机械轴向位移的高可靠性的检测保护装置。它通过电涡流传感器检测位移信号，并在LED上数字显示位移值。它可以方便地设定量程范围内的任意正负报警和停机极限。内部带有自诊断功能，从而防止旋转机械的误停机。可现场确认零位和增益常数，无需电位器调整，方便了现场安装调试。 2、电涡流传感器 概述：电涡流传感器是一种非接触式的线性化测量工具。具有长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高】、分辨率高、响应速度快、抗干扰力强、不受油污等介质的影响等优点，因此广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业对汽轮机、水轮机、鼓风机、压缩机、齿轮箱、大型冷却泵等大型旋转机械的动态和静态非接触式的位测量。例如：径向和轴向的轴位移、胀差、轴偏心、轴振动、键相、转速。 2.1DWQZ型系列电涡流传感器由DWQZ探头、DWQZ延伸电缆、DWQZ前置器三部份组成。 2.1.1DWQZ系列探头：探头由电感、保护罩、不锈钢壳体、高频电缆、高频接头等组成，根据不同的测量范围，可以选用不同直径规格（如：￠8mm、￠11mm、￠25mm）的探头；
根据不同的安装要求，可以选用不同安装方式（如：正装、反装、无螺纹）和1m或0.5m 的电缆长度的探头。 2.1.2 DWQZ系列延伸电缆：延伸电缆的两端都安装有SMA自锁插头，其中一头配备了防油保护套，专用于保护自锁插头不受油污介质污染，以提高系统可靠性。延伸电缆可分为4m、4.5m、8m、8.5m四种。 2.1.3DWQ系列前置器：前置器是系统的核心部分，它包括了整个传感器的振荡、线性检波、滤波、线性补偿、放大等电路，与延伸电缆、探头一起构成各种规格的DWQZ型电涡传感器。根据配用探头的直径规格，WDQZ前置器分为￠8mm、￠11mm、￠25mm三种规格，根据系统电缆总长（探头电缆长度+延伸电缆长度），每种规格又分为5m、9m二种类型。 3、轴向位移监控系统 探头、(延伸电缆)、前置器以及被测体构成基本工作系统，前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生交变的磁场。如果在这一交变磁场的有效范围内没有金属材料靠近，则这一磁场能量会全部损失；当有被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，电磁学上称之为电涡流。与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变（线圈的有效阻抗），这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。则线圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函数来表示。通常我们能做到控制τ, ξ, б, I, ω这几个参数在一定范围内不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数，虽然它整个函
汽轮机运行中胀差的分析和控制 当汽轮机在启动加热、停机冷却过程中，或在运行中工况变化时，汽缸和转子会产生热膨胀或冷却收缩，由于转子的受热表面积比汽缸大，且转子的质量比相对应的汽缸小，蒸汽对转子表面的放热系数较大，因此，在相同的条件下，转子的温度变化比汽缸快，使得转子与汽缸之间存在膨胀差，而这差值是指转子相对于汽缸而言的，把转子与汽缸之间热膨胀的差值称为相对膨胀差，简称胀差。当转子轴向膨胀大于汽缸的轴向膨胀时，称为正膨胀；反之若转子轴向膨胀小于汽缸的轴向膨胀时，称为负膨胀。 一．汽轮机胀差的产生 汽缸和转子之间出现胀差的主要原因是它们的结构和工作条件不同。由于转子与汽缸之间存在温差，各自受热状况不一样，转子质量小但接触蒸汽的面积大，温升和热膨胀较快，而汽缸质量大，温升和热膨胀就比较慢，因此在转子和汽缸热膨胀还没有达到稳定前，他们之间就有较大的胀差。同理，由于转子比汽缸体积小，转子的冷却收缩也比汽缸的冷却收缩快，这时它们之间也会产生较大胀差。汽轮机启动加热，从冷态变为热态，汽缸受热发生热膨胀，汽缸向高压侧或低压侧伸长。同样转子也因受热发生热膨胀。转子膨胀大于汽缸，其相对膨胀差被称为正胀差。汽轮机带负荷后，转子和汽缸受热面逐渐于稳定，热膨胀逐渐区于饱和，它们之间的相对膨胀差也逐渐减小，最后达到某一稳定。 二．胀差过大的危害 胀差的大小意味着汽轮机动静轴向间隙相对于静止时的变化，正胀差表示自喷嘴至动叶间隙增大；反之，负胀差表示该轴向间隙减小。汽轮机轴封和动静叶片之间的轴向间隙都很小，若汽轮机启停或运行中胀差变化过大，超过了轴封以及动静叶片间正常的轴向间隙时，就会使轴向间隙消失，导致动静部件之间发生摩擦，引起机组振动，以至造成机组损坏事故。因此，汽轮机都规定有胀差允许的极限值，它是根据动静叶片或轴封轴向最小间隙来确定的。当转子与汽缸间隙相对膨胀差值达到极限值时，动静叶片或轴封轴向最小间隙仍留有一定的合理间隙。不同容量的汽轮机组胀差允许极限值不同。我厂机组对胀差允许的极限值高压缸为-2.0~+7.4mm，中压缸-4.5~+7.0mm，低压缸-3.3~+9.1 mm。一旦胀差达到报警值，立即发出声光报警信号，以便运行人员及时采取措施，保护机组安全。如果胀差超限，热工保护将汽机打闸，保护机组安全。为了在汽轮机启动、暖机和升速过程中或在运行、停机过程中保护机组安全，必须设置汽轮机热膨胀测量装置和转子与汽缸相对膨胀测量装置。 三．汽轮机胀差增大的原因
汽轮机轴位移、胀差传感器的零位锁定 1,测量前,先对推力轴承,外壳,球面瓦枕,调整垫片,工作瓦片,非工作瓦片,固定垫圈,支持销钉,转子推力盘等部件进行详细检查,瓦片装上后应能自由活动,各部件的接触面应无毛 刺,飞边及其它杂物. 2,测量时停止汽缸及转子上进行其它工作,并向轴颈及推力 盘上浇透平油. 3,装好千分表两块,一块装在转子的台肩或推力盘上测量转子的总串动量,另一块装在推力瓦外壳上,作监视推力瓦外壳前后窜动用;表装卡要和转子轴线平行,否则测量会有误差. 4,拴好钢丝绳,进行盘车,同时用橇杠或专用工具将转子分别尽量的推向工作瓦片侧及非工作瓦片侧,并记录表的两次读数,则两次读数的差值即为推力间隙. 5,推力间隙与动静部分的间隙是相互关联的,推力轴承是用来保持转子与汽缸轴向对位置的,所以在测量及调整推力间隙时,应考虑到当转子推向工作瓦片侧时,动静间隙(叶轮与前方隔板的间隙)的最小值,应大于推力间隙. 6,测量推力间隙应考虑到主轴承轴线与推力平面的不垂直度,可能影响推力间隙沿圆周不一致,导致瓦块负荷分配不均匀,引起运行中推力瓦片的温度不一致,有时甚至相差甚大.如出现这一情况,检修中必须细致检查综合瓦的垂直度,并适当微调整上下左右瓦块厚度间隙,重新负荷分配.
同的汽轮机，对轴向位移的零点要求不同，有的以大轴推向工作面为零点，有的要求以推力间隙的中 间位置为零点，具体要根据机组的设计要求。以下的安装调试方法适合以推力间隙的中间位置为零点的机组：（以电涡流原理的探头为例） 1、首先让机务人员测定轴向推力间隙。（假定为D ㎜） 2、机务人员用千斤顶将大轴推向工作面。 3、将轴向位移探头的移动导轨移动至中间位置。 4、调整探头在支架上的位置（用万用表监视间隙电 压）使间隙电压显示-10V ，然后将轴向位移探头固定在支架上并锁紧。 5、手动沿导轨移动探头支架，使间隙电压显示 “X”V后，将支架锁定在导轨上。（间隙电压 “X”算法：设探头的灵敏度为aV/㎜。 X=-10+(-0.5D)* a 6、此时二次表应显示轴向位移值为:0.5D㎜ 说明：如果机组设计是以大轴推向工作面为零点，那么取消上面的第5步即可。 〔摘要〕胀差、轴位移是汽轮机监测保护系统最重要的两项技术参数，从理论和实际调试两方面阐述了如何正确地锁定本特利3300系统胀差、轴位移传感器的测量零位；并就如何避免实际安装调试中经常出现的问题，提出了可靠的解决方法，从而为减少因传感器零位锁定不当造成的测量、保护动作误差提供参考。
齿轮齿圈径向跳动的测量 一、实验目的 1．熟悉齿圈径向跳动的测量方法； 2．了解齿圈径向跳动对齿轮传动的影响； 3．练习齿轮公差表格的查阅。 二、实验设备 齿轮径向跳动测量仪结构图 1－底座； 2－工作台固紧螺丝； 3－顶针固紧螺丝； 4－被测齿轮； 5－升降螺母 6－指示表抬起手柄； 7－指示表； 8－测量头； 9－中心顶针； 该测量仪的主要技术参数：型号为DD300——89，被测齿轮模数范围为1～6 mm ，被测工件最大直径为300 mm ，两顶针间最大距离为418 mm 。 三、测量原理 齿圈径向跳动r F 是指在齿轮一转范围内，测头在齿槽内或齿轮上，于齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴心线的最大变动量。它主要是由齿轮加工中毛坯安装的几何偏心和齿轮机床工作台的跳动或插齿刀的偏心等引起的。这种误差将使齿轮传动一周范围内传动比发生变化，属于长周期误差。 为了测量各种不同模数的齿轮，仪器备有大小不同可换的球形测量头，此外仪器还备有两支杠杆。 外接触杠杆——成直角三角形，用于测量端面及伞齿轮； 内接触杠杆——成直角形，用于测量内孔的跳动及内齿轮的跳动。 本实验因是测量圆柱直齿轮齿圈径向跳动，不需要选用内外接触杠杆。测量时直接把球形侧头接在指示表的量杆下即可。 四、测量步骤 1．查阅仪器附件盒表格，根据被测齿轮模数的不同选择合适的球形测量头； 2．擦净测头并把它装在指示表量杆的下端； 3．把擦净的被测齿轮装在仪器的中心顶尖上，安装后齿轮不应有轴向窜动！借助升降螺母5与抬起手柄6调整指示表，使指示表有一到二圈的压缩量； 4．依次顺序测量各个齿面，把指示表的读数记下，并绘制出齿圈径向跳动；
ETS：Engine Temperature Switch 引擎温度开关，汽轮机跳闸保护系统的简称 ,用于监视汽轮机转速，轴向位移，轴承润滑油压，凝结器真空以及电液调节统油压等。它接受来自TSI系统或汽轮发电机组其它系统来的报警或停机信号，进行逻辑处理，输出指示灯报警信号或汽轮机遮断信号。ETS控制系统至少具有下列停机功能：汽机转速>3300转/分，轴向位移过大，润滑油压≤（三取二），支持轴承温度>75℃（或）推力轴承担温度>75℃，凝汽器真空低于（三取二），发变组故障，手动停机保护 TSI：Turbine Supervisory Instrumentation汽轮机安全监视系统TSI系统能连续地监测汽轮机的各种重要参数，例如：可对转速、超速保护、偏心、轴振、盖（瓦）振、轴位移、胀差、热膨胀等参数进行监测，帮助运行人员判明机器故障，使机器能在不正常工作引起的严重损坏前遮断汽轮发电机组，保护机组安全。另外TSI监测信息提供了平衡和在线诊断数据，维修人员可通过诊断数据的帮助，分离可能的机器故障，减少维修时间，TSI还能帮助提出机器预测维修方案，预测维修信息能推测出旋转机械的维修需要，使机器维修更有计划性，其结果减少了维修费用及提高了汽轮机组的可用率。 该系统的监视参数有： (1)机组的转速监视。 (2)触发自动盘车的机组零转速监视。 (3)转子的轴向位移监视：用于监视转子推力盘相对于推力轴承的轴
向位移。 (4)轴系偏心(弯曲)监视：用于监视转子偏心度的峰--峰值和瞬时值。 (5)机组的膨胀监视：用于监视汽缸的绝对膨胀和转子与汽缸间的轴向膨胀差(胀差)。 (6)机组的轴系振动监视，由于大型机组的轴系比较复杂，该监视系统又可细分为： 1)转子绝对振动峰一峰值； 2)轴承座振动峰一峰值； 3)转子相对于轴承座的相对振动峰一峰值。 OPC:Overspeed protection controller 是汽轮机的超速保护,它通过两个OPC电磁阀实现.一般是失电关闭，带电打开。当汽轮机转速达到103%(即3090rpm)或甩负荷时,OPC电磁阀打开,OPC动作,关闭高中压调门和各抽汽逆止门.调门关闭是因为OPC压力失去，调门的快速卸载阀动作，而使调门在弹簧力的作用下关闭的；抽汽逆止门以及高排逆止门的关闭完全是因为OPC油压失去后，空气引导阀关闭（正常时靠OPC油顶住该阀活塞保持打开状态），将仪用气通向大气，使上述逆止门失气后关闭。 OPC动作条件：1)中排口压力>30%且主油开关跳闸2）“103%”超速复位转速：延时2+、转速低于3090rpm AST:autmatic system trip 危机遮断 是汽轮机紧急停机保护,它通过四个AST电磁阀实现.当汽轮机的某
关于小汽轮机轴向位移保护的说明我公司小汽轮机为杭州汽轮机股份有限公司生产的单缸、单流、单轴、反动式、纯凝汽、下排汽汽轮机,型号为NK50/56/0。该小汽轮机设有机械轴向位移保护，在已运行的机组中此机械式的轴向位移保护曾多次引起过小汽轮机的误跳闸，此误跳闸是由于安装间隙未调整好引起的，当引起我们的注意。现将杭汽NK50/56/0小汽轮机轴向位移保护说明如下： 一般情况下，汽轮机的轴向位移仅有电气轴向位移保护，但杭汽生产的小汽轮机的轴向位移保护与众不同，它分为电气轴向位移保护和机械轴向位移保护，任何一个动作，都会引起小汽轮机的跳闸。 电气轴向位移保护如下：轴位移探头安装在前轴承座的托架上，探头与前置器组成传感器系统，输出模拟量信号到TSI系统进行采集处理，当轴向位移值达到跳闸值时，TSI输出跳闸信号（开关量）到ETS，使小汽机跳闸。 机械轴向位移保护如下：机械轴向位移保护与机械超速保护构成危急保安装置，当机械轴向位移过大时，其凸肩撞击拉钩（相当于飞锤飞出撞击拉钩），使机组紧急停机。 电气轴向位移保护与其它汽轮机的原理相同，在此不再详述。关于机械轴向位移保护的原理详述如下： 通常大型机组的飞锤安装在轴头附近，在飞锤的前后附近轴的直径是不变化的，可是在杭汽的小汽轮机的轴的飞锤安装位置的前后部分却加工了两个突出的凸肩，将拉钩（即飞锤动作后飞出要撞击的那
个拉钩）夹在中间，小机安装时应该测量两个间隙：○1飞锤与拉钩的径向间隙（出厂时测量为0.9mm,要求为0.8-1.0mm）○2拉钩与凸肩的轴向间隙：共有前后2个数据，这2个数据（不应该相差太大，出厂时一个是0.9mm，另一个是1.15mm）的和应该是2mm左右(出厂时测量为2.05mm,要求每一个数据在0.8mm-1.2mm之间)。如果相差太大，说明安装人员在安装小汽轮机时使转子有了向前或者向后比较大的位移，这样使得两个凸肩中的一个与拉钩的轴向间隙变的太小了，小机在发生小的轴向位移（不应该引起跳闸的值）时会使凸肩撞击拉钩（相当于飞锤飞出撞击拉钩，使机组紧急停机），有可能引起小机误跳闸。其相关图片如下： 现我公司的小汽轮机正处于安装阶段,应注意此问题，当严格
第六章汽轮机轴向位移及胀差测量保护装置 一、JZX-3A型轴向位移和JDX-3A型相对膨胀装置 我厂1、3、4号机均采用JZX-3A型轴向位移测量保护装置和JDX-3A型相对膨胀测量装置，它们的结构、原理、使用方法完全一样，只是量程不同。轴向位移量程±2毫米，胀差量程±5毫米。它们具有共同的特点：设计合理，结构紧凑；性能稳定，线性度好；功能齐全，维修方便。 1检修项目与质量要求 1.1发讯器支架与测量盘检查 检查汽轮机上安装发讯器的支架与测量盘，该支架应安装牢靠，机械连接部件的可动部分，应灵活无卡涩，无晃动;弹簧张力恰当，回位正确;测量盘表面应光滑无损伤，损伤严重时应进行修补，否则，在低转速时，示值将摆动。 1.2发讯器部分 1.2.1发讯器的铁芯端面应平整无损，固定螺丝、销钉、防松垫等应齐全牢固，引线及保护金属软管应完整无损，不应与机械转动部分接触磨擦。 1.2.2测量发讯器各组线圈电阻值，应符合规定值。 1.2.3用500V绝缘表测量各组线圈间及对外壳的绝缘电阻，应不小于10MΩ（注意：测量时，必须拨下装置内的插头，防
止高压损伤电子元件）。 1.2.4发讯器上的标志牌应正确清楚，固定牢靠。 1.3 电源部分 1.3.1电源部分内外应清洁，各引线螺丝、固定螺丝、插接件等应齐全无松动。线头标志清楚正确。电源指示灯正常，电压指示表指示正确。 1.3.2各组电压值正确。当电源电压在200~240V范围内变化时，其输出电压变化应不超过±1%。 1.3.3用500V绝缘表测量一、二次线圈对外壳的绝缘电阻，应不小于10MΩ。 1.4 调整装置 1.4.1装置内部应清洁，各零部件固定牢靠，元器件插（焊）接应牢固。 1.4.2各指示灯、开关、按钮应齐全、可靠，电位器应接触良好，无跳动现象。 1.5指示仪表校准 仪表示值误差和同量程误差不应超过仪表的允许误差。并且模拟表应无卡涩现象，数字表无示值跳动现象。 2 整套装置的校准与技术要求 整套装置的校准是将发讯器按要求装在模拟试验台上进行
轴向位移又叫串轴，就是沿着轴的方向上的位移。总位移可能不在这一个轴线上，我们可以将位移按平行、垂直轴两个方向正交分解，在平行轴方向上的位移就是轴向位移。轴向位移反映的是汽轮机转动部分和静止部分的相对位置，轴向位移变化，也是静子和转子轴向相对位置发生了变化。全冷状态下一般以转子推力盘紧贴推力瓦为零位。向发电机为正，反之为负,汽轮机转子沿轴向向后移动的距离就叫轴向位移。 影响轴向位移的因素 1).负荷变化. 2).叶片结垢严重. 3).汽温变化. 4).蒸汽流量变化. 5).高压轴封漏汽大,影响轴承座温度的升高. 6).频率变化. 7).运行中叶片断落. 8).水冲击. 9).推力轴瓦磨损或损坏. 10).抽汽停用,轴向推力变化. 11).发电机转子窜动. 12).高压汽封疏汽压调节变化. 13).真空变化. 14).电气式轴位移表受频率,电压的变化影响. 15).液压式轴位移表受主油泵出口油压,油温变化等影响. 轴向位移大如何消除 如果是机组运行中轴向位移偏大，那就降负荷，这样就能减少轴向位移。 机组停机后应该用千斤顶检查转子产生轴向位移的原因，比如推力瓦块的推力间隙是否过大，轴承是否定位不良，找到原因并消除。还有就是检查轴向位移的测量回路是否存在问题。 ?汽轮机轴向位移-零点定位到底是在推力盘靠在工作瓦上的时候还是靠在非工作瓦上的时候来确定的，还是两边都行？定完位后还要给推回中间位置吗？ 1.是平衡盘靠在推力瓦工作面上,因为汽轮机正常运行时,转子就在这个位置上。 2.我们厂轴向位移定零位是推力盘紧靠工作瓦块自然回松后作为基准点。 3.实际工作中,转子轴向位移零位定位可以有三种方案：①汽轮机转子推力盘贴死推力瓦工作面的状态下定位；②推力盘贴死推力瓦非工作面的状态下定位； ③推力盘处于推力轴承工作瓦与非工作瓦之间，不贴死任何一面的情况下定位。汽轮机转子轴向位移的保护值一般为正、负向各1.0毫米，而推力轴承的推力总间隙一般只有0.25至0.38左右，因此，推力盘处在什么状态下定轴向零位，对汽轮机轴位移的影响不大。另外，汽轮机的差胀最大有十几个毫米，更不介意轴
浅谈汽轮机的热膨胀和胀差 一、轴向位移和胀差的概念 轴位移指的是轴的位移量而胀差则指的是轴相对于汽缸的相对膨胀量,一般轴向位移变化时其数值较小。轴向位移为正值时，大轴向发电机方向移，若此时汽缸膨胀远小于轴的膨胀，胀差不一定向正值方向变化；如果机组参数不变，负荷稳定，胀差与轴向位移不发生变化。机组启停过程中及蒸汽参数变化时，胀差将会发生变化，由于负荷的变化而轴向位移也一定发生变化。运行中轴向位移变化，必然引起胀差的变化。 汽轮机的转子膨胀大于汽缸膨胀的胀差值称为正胀差，当汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值称为负胀差。 胀差数值是很重要的运行参数，若胀差超限，则热工保护动作使主机脱扣，避免动静部分发生碰撞，损坏设备。启动时，一般应用加热装置来控制汽缸的膨胀量，而转子主要依靠汽轮机的进汽温度和流量以及轴封汽的汽温和流量来控制转子的膨胀量。启动时胀差一般向正方向发展。汽轮机在停用时，随着负荷、转速的降低，转子冷却比汽缸快，所以胀差一般向负方向发展，特别是滑参数停机时尤其严重，必须采用汽加热装置向汽缸夹层和法兰通以冷却蒸汽，以免胀差保护动作。 汽轮发电机中，由于蒸汽在动叶中做功，以及隔板汽封间隙中的漏汽等原因，使动叶前后的蒸汽压力有一个压降。这个压降使汽轮机转子顺着蒸汽流动方向形成一个轴向的推力，从而产生轴向位移。如
果轴向位移大于汽轮机动静部分的最小间隙就会使汽轮机静、转子相碰而损坏。轴向位移增大，会使推力瓦温度开高，乌金烧毁，机组还会出现剧烈振动，故必须紧急停机，否则将带来严重后果。 差胀保护是指汽轮机转子和汽缺之间的相对膨胀差。在机组启、停过程中，由于转子相对汽缸来说很小，热容量小，温度变化快，膨胀速度快。若不采取措施加以控制升温速度，将使机组转子与汽缸摩擦造成损坏。故运行中差胀不能超过允许值。 汽轮机转子停止转动后，负胀差有可能会更加发展，因此应当维持一定温度的轴封蒸汽，以免造成恶果。 二、轴向位移和胀差产生的原因（影响机组胀差的因素） 使胀差向正值增大的主要因素简述如下： 1）启动时暖机时间太短，升速太快或升负荷太快。 2）汽缸夹层、法兰加热装置的加热汽温太低或流量较低，引起汽加热的作用较弱。 3）滑销系统或轴承台板的滑动性能差，易卡涩，汽缸胀不出。4）轴封汽温度过高或轴封供汽量过大，引起轴颈过份伸长。 5）机组启动时，进汽压力、温度、流量等参数过高。 6）推力轴承工作面、非工作面受力增大并磨损，轴向位移增大。7）汽缸保温层的保温效果不佳或保温层脱落，在严禁季节里，汽机房室温太低或有穿堂冷风。 8）双层缸的夹层中流入冷汽（或冷水）。 9）胀差指示器零点不准或触点磨损，引起数字偏差。
HNK50/80汽轮机轴位移超标的原因分析及处理 郑祖光，张平 (广东省韶关钢铁集团有限公司，广东曲江512123) 摘要：本文主要介绍了广东省韶关钢铁集团有限公司热电厂AV－80轴流压缩机拖动原动机—HNK50/80汽轮机在运行过程中多次出现轴位移超标的原因分析,以及消除这一故障的具体措施和检修的一些经验。 关键词：汽轮机；轴向力；轴位移 Roots Analysis and Settlements on The Axial Over-displacement of NHK50/80 Steam Turbin e Zheng Zu-guang,Zhangping (Guangdong Shaoguan Iron and Steel Group Co. Ltd, Qujiang, 512123, Guangdong) Abstract:This essay provides a general introduction on the root analysis of axial over-displacement which appears in the running of HNK50/80 steam turbine, which provides power to AV-80 compressor of Guangdong Shaoguan Iron and Steel Group Co. Ltd, Thermoelectricity plant. Meanwhile, some specific solutions and experiences for inspection and repairing are presented for reference. Key Words: steam turbine; axial Force; axial Displacement. 1 引言 广东韶钢热电厂A V－80轴流压缩机自投产以后，出现过多次其拖动原动机——汽轮机轴位移超标造成机组自动脱扣停机的现象，A V－80轴流压缩机是7＃高炉生产的主要供风设备，对保证炼铁厂7＃高炉炉况的安全稳定运行起着非常重要的作用，需尽快解决汽轮机轴位移过大的问题，确保压缩机稳定运行。 2 汽轮机简介 韶钢A V－80轴流压缩机原动机是型号为HNK50/80的汽轮机，生产厂家为杭州汽轮机股份有限公司，为冷凝式汽轮机，其主要参数见表1。
实验二端面圆跳动和径向全跳动的测量 （一）实验目的 （1）掌握圆跳动和全跳动误差的测量方法。 （2）加深对圆跳动和全跳动误差和公差概念的理解。 （二）实验内容 用百分表在跳动检查仪上测量工件的端面圆跳动和径向全跳动。 （三）计量器具 本实验所用仪器为跳动检查仪，百分表。 （四）测量原理 如图 1-1 所示，图 a 为被测齿轮毛坯简图，齿坯外圆对基准孔轴线 A 的径向全跳动公差值为 t1，右端面对基准孔轴线 A 的端面圆跳动公差值为t2。如图 b 所示，测量时，用心轴模拟基准轴线 A ，测量Φ d 圆柱面上各点到基准轴线的距离，取各点距离中最大差值作为径向 全跳动误差；测量右端面上某一圆周上各点至垂直于基准轴线的平面之间的距离，取各点距离的最大差值作为端面圆跳动误差。 (a) 齿轮毛坯简图(b) 跳动测量示意图 图1-1 （五）测量步骤 （1）图 1-1（ b）为测量示意图，将被测工件装在心轴上，并安装在跳动检查仪的两顶 尖之间。 （ 2）调节百分表，使测头与工件右端面接触，并有1~2 圈的压缩量，并且测杆与端面 基本垂直。 （3）将被测工件回转一周，百分表的最大读数与最小读数之差即为所测直径上的端面圆 跳动误差。测量若干直径（可根据被测工件直径的大小适当选取）上的端面圆跳动误差， 取其最大值作为该被测要素的端面圆跳动误差 f ↗。 （4）调节百分表，使测头与工件Φ d 外圆表面接触，测杆穿过心轴轴线并与轴线垂直，且 有 1~2 圈的压缩量。 （5）将被测工件缓慢回转，并沿轴线方向作直线移动，使指示表测头在外圆的整个表 面上划过，记下表上指针的最大读数与最小读数。取两读数之差值作为该被测要素的径向全
低缸胀差和轴向位移偏大的原因分析和调整方法 运行中低缸胀差偏大或轴向位移偏大是常见的缺陷，由于产生原因不清楚，机组不得不降负荷运行，但有时候往往是虚惊一场，较多的是转子冷、热态在缸内的位置不清楚，元件调整和传动试验方法不对，本文以125MW机组为例，阐述它们之间的关系和调整方法,供其它类型机组的专业技术人员参考。 1．与动静间隙的关系 1．1低缸胀差与动静间隙的关系 低缸胀差传感器装在3号轴承盘车齿轮处，该轴承箱与低压缸没有直接连接，因此，3300表盘上所显示的低缸胀差值应是低压转子的绝对膨胀值。整根转子的膨胀死点在推力轴承处，低压外缸的膨胀死点在低压缸靠2号轴承前端，低压内缸相对低压外缸的死点在低压进汽中心线处，因此，在热态下，低压内缸除沿进汽中心线向两侧膨胀外，还与低压外缸一起向发电机侧膨胀。 假设以低压缸进汽中心线为参考点则有： 转子在该点的膨胀量为低缸差胀（A）的一半。 低压外缸在该点的膨胀值为低压外缸绝对膨胀值（B）的一半，B一般为1~1.2mm。 若取0.5~0.6mm的安全裕量。 设安装间隙为（X0），内缸膨胀量为C则膨胀后的轴向间隙（X）有： X=X0-A/2+B/2-C-0.6 正向： 低压缸动静碰摩最危险的部位是靠机头前的19、20、21级最小安装间隙为7mm。中心线距21级约600mm，平均温度按250℃计，低压内缸在21级处与转子反向膨胀约1.5mm，要保证动静部分不发生摩擦就必须使X>0。 X=7-1.5-A/2+1~1.2/2-0.6>0 A<10mm时，是安全的。 负向： 低压缸动静碰摩最危险的部位是靠电机侧的25、26、27级最小安装间隙为3+0.5mm，在26级处，由于内缸与转子的温差很小，相对胀差可忽略，因此有： X=-（3+0.5）-A/2+1~1.2/2-0.6 A<-5mm时，是安全的。 1．2轴向位移与动静间隙的关系 轴向位移在正常运行时是一定的，它的显示值与机组的推力间隙和热工测量系统调整时的初始值有关，机组运行后基本不变，只有在推力瓦有磨损时它才发生变化。推力间隙一般控制在0.35~0.45mm之间，机组检修过程中调整动静间隙都是将推力盘分别向前、后推足后进行调整的，所以，正常运行时，推力间隙所对应的轴向位移，对机组的动静间隙是没有影响的，它对胀差的影响较小。 事故状态下，推力轴承磨损后，轴向位移将发生较大的变化，推力瓦乌金厚度为1.5mm 左右，轴向位跳机值为+（-）1.2mm，考虑到极端情况下，此时的胀差也到跳机值，低缸胀差的保护定值为+7.5、-1.5因此有：
汽轮机轴向位移与胀差的分析与控制 汽轮机轴向位移与胀差 (1) 一、汽轮机轴向位移增大的原因 (1) 二、汽轮机轴向位移增大的处理 (1) 三、汽机轴向位移测量失灵的运行对策.......................................................................... 1汽轮机的热膨胀和胀差............................................................................................................. 2相關提問： .......................................................................................................................... 21、轴向位移和胀差的概念................................................................................................ 32、轴向位移和胀差产生的原因（影响机组胀差的因素）............................................ 3使胀差向正值增大的主要因素简述如下： .............................................................. 3使胀差向负值增大的主要原因： .............................................................................. 4正胀差-影响因素主要有：.................................................................................... 43、轴向位移和胀差的危害................................................................................................ 64、机组启动时胀差变化的分析与控制............................................................................ 61、汽封供汽抽真空阶段。........................................................................................
径向跳动公差及检测 跳动误差的测量 1．径向圆跳动公差 径向圆跳动公差是要素以基准轴线为中心无轴向移动地旋转一周时，在任一测量面内所允许的最大跳动量。圆跳动的测量方向，一般是被测表面的法线方向。 径向圆跳动误差的检测，一般是用两顶尖的连线或V形块来体现基准轴线，在被测表面的法线方向，使指示器的测头与被测表面接触，使被测零件回转一周，指示器最大读数差值即为该截面的径向圆跳动误差。测量若干个截面的径向圆跳动误差，取其中最大误差值作为该零件的径向跳动误差。 外圆跳动分为圆跳动和全跳动两类。跳动测量可用跳动检查仪或V形块和千分表来检测。 测量工具：检验平板、V形块、带指示器的测量架、定位装置。 1.1当零件图中的基准是由两端圆柱轴线建立的公共基准时，采用V形块体现基准轴线。将被测零件放在V形块上，使基准轴线的外母线与V形块工作面接触，并在轴向定位，使指示器测头在被测表面的法线方向与被测表面充分接触； （1）转动被测零件，观察指示器的示值变化，记录被测零件在回转一周过程中的最大与最小读数M1和M2，取其代数差为该截面上的径向圆跳动误差：△＝M1－M2 ( 2）按上述方法测量若干个截面，取各截面上测得的跳动量中的最大值作为该零件的径向圆跳动误差。 1.2当零件图中的基准是由两端中心孔轴线建立的公共基准时，采用顶尖体现基准轴线。 将被测零件安装在两顶尖之间。要求没有轴向窜动且转动自如。指示器在被测表面的法线方向与被测表面接触。转动被测零件，在一周过程中指示器读数的最大差值即为该截面上的径向圆跳动误差。测量若干个截面，取各截面上测得的跳动量中的最大值，作为该零件的径向圆跳动误差。 2.径向全跳动误差 2.1概念
一、汽轮机胀差的定义当汽轮机启动加热或停止运行冷却时以及负荷发生变化时，汽缸和转子都会产生热膨胀或冷却收缩。由于转子受热表面积比汽缸大，且转子的质量比相对应的汽缸小，蒸汽对转子表面的放热系数较大。 因此，在相同条件下，转子的温度变化比汽缸快，转子与汽缸之间存在膨胀差，而这差值是指转子相对于汽缸而言，故称为相对膨胀差（即胀差）。 习惯上规定转子膨胀大于汽缸膨胀时的胀差值为正胀差，例如当进入汽轮机的蒸汽温度明显升高或汽轮机暖机时，转子和汽缸同时受热膨胀，转子由于质量相对汽缸要小，受热后膨胀要快，在轴向上膨胀量要大于汽缸的膨胀量，表现为正胀差。汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值为负胀差。当进入汽轮机的蒸汽温度明显降低或汽轮机滑参数停机时，转子和汽缸同时受冷收缩，转子由于质量相对汽缸要小，受冷后收缩要快，在轴向上收缩量要大于汽缸的收缩量，表现为负胀差。 二、差胀保护的意义：差胀保护的意义：汽轮机启动、停机和异常工况下，常因转子加热（或冷却）比汽缸快，产生膨胀差值（简称差胀）。无论是正差胀还是负差胀，达到某一数值，汽轮机轴向动静部分就要相碰发生摩擦。为了避免因差胀过大引起动静摩擦，大机组一般都设有差胀保护，当正差胀或负差胀达到某一数值时，立即破坏真空紧急停机，防止汽轮机损坏。 三、胀差大的危害：当胀差超过规定值时，就会使汽轮机动静
间的轴向间隙消失，发生动静摩擦，引起汽轮机组振动增大，甚至掉叶片、大轴弯曲等严重事故。 四、汽轮机在启动、停机及运行过程中，胀差的大小与下列因素有关： 1.启动机组时，汽缸与法兰加热装置投用不当，加热汽量过大或过小。 2.暖机过程中，升速率太快或暖机时间过短。 3.正常停机或滑参数停机时，汽温下降太快。 4.增负荷速度太快。 5.甩负荷后，空负荷或低负荷运行时间过长。 6.汽轮机发生水冲击。 7.正常运行过程中，蒸汽参数变化速度过快。 8.轴位移变化。 使胀差向正值增大的主要原因如下： 1）启动时暖机时间太短，升速太快或升负荷太快。 2）汽缸夹层、法兰加热装置的加热汽温太低或流量较低，引起汽加热的作用较弱。 3）滑销系统或轴承台板的滑动性能差，易卡涩。 4）轴封汽温度过高或轴封供汽量过大，引起轴颈过份伸长。 5）机组启动时，进汽压力、温度、流量等参数过高。 6）推力轴承磨损，轴向位移增大。
齿轮径向跳动检测 一、实验目的、 1、了解卧式径向检查仪工作原理及使用方法。 2、学会使用卧式径向检查仪检测齿轮径向跳动。 二、实验原理 图２-1 1-底座；２－工作台固紧螺丝;3-顶针固紧螺丝; ４－被测齿轮;５－升降螺母 6－指示表抬起手柄;７－指示表；8－测量头;9-中心顶针; 图2-2 齿圈径向跳动误差ΔＦr是在齿轮一转范围内,处于齿槽内或轮齿上、与齿高中部双面接触的测头在齿槽内或齿轮上，于齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴心线的最大变动量。 见图２-2a,以齿轮基准孔的轴线o为中心,转动齿轮，使齿槽在正上方，再将球形测头（或用圆柱)插入齿槽与左右齿面接触,从千分表上读数，依次测量所有齿。将各次读数记在坐标图上，如图２-2ｂ所示,取最大读数与最小读数之差作为齿圈径向跳动误差。 三、实验步骤 1、查阅仪器附件盒表格，根据被测齿轮选取球形测头，并将测头装入表的 测杆下端。
2、 把擦净的被测齿轮装在仪器的中心顶尖上，安装后齿轮不应有轴向窜动! 借助升降螺母5与抬起手柄６调整指示表,使指示表有一到二圈的压缩量； 3、 球形测头伸入齿槽最下方即可读数,读完数，向后扳拨杆，抬起千分表转过一齿,再放下，开始测第二齿。如此依次测量各个齿面,把指示表的读数记下,并绘制出齿圈径向跳动图，取最大读数与最小读数之差，算出齿圈 径向跳动误差ΔFr(r F ?＝m ax r -min r )。 4、 根据齿轮的技术要求,查出齿圈径向跳动公差F ｒ，判断合格性： 合格条件：r F ?≤r F 为合格 四、 实验数据记录及处理 1、齿轮齿数Ｚ＝30，齿顶圆ｄa=4８.0２mm 2、根据da=(2h ａ ＊ ＋z )m,得ｍ标准值为1.5mm ∴d=ｍz=４5mm 4、∴ r ｍa ｘ=4．2ｕm r min =－３.2um ５、所以 r F ?=m ax r -min r =7.4u ｍ 6、查表，得F r=２３um ∴ r F ?≤r F 检验合格
汽轮机胀差，轴向位移的产生原因及其防控措施1轴向位移和胀差的概念 轴位移指的是轴的位移量，而胀差则指的是轴相对于汽缸的相对膨胀量，一般轴向位移变化时其数值较小。轴向位移为正值时，大轴向发电机方向移，若此时汽缸膨胀远小于轴的膨胀,胀差不一定向正值方向变化；如果机组参数不变，负荷稳定，胀差与轴向位移不发生变化。机组启停过程中及蒸汽参数变化时，胀差将会发生变化，由于负荷的变化而轴向位移也一定发生变化。运行中轴向位移变化，必然引起胀差的变化。 汽轮机的转子膨胀大于汽缸膨胀的胀差值称为正胀差，当汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值称为负胀差。 根据汽缸分类又可分为高差、中差、低I差、低II差。 胀差数值是很重要的运行参数，若胀差超限，则热工保护动作使主机脱扣，避免动静部分发生碰撞，损坏设备。 启动时，一般应用加热装置来控制汽缸的膨胀量，而转子主要依靠汽轮机的进汽温度和流量以及轴封汽的汽温和流量来控制转子的膨胀量。启动时胀差一般向正方向发展。汽轮机在停用时，随着负荷、转速的降低，转子冷却比汽缸快，所以胀差一般向负方向发展，特别是滑参数停机时尤其严重，必须采用汽加热装置向汽缸夹层和法兰通以冷却蒸汽，以免胀差保护动作。 汽轮发电机中，由于蒸汽在动叶中做功，以及隔板汽封间隙中的漏汽等原因，使动叶前后的蒸汽压力有一个压降。这个压降使汽轮机转子顺着蒸汽流动方向形成一个轴向的推力，从而产生轴向位移。如果轴向位移大于汽轮机动静部分的最
小间隙就会使汽轮机静、转子相碰而损坏。轴向位移增大，会使推力瓦温度开高，乌金烧毁，机组还会出现剧烈振动，故必须紧急停机，否则将带来严重后果。差胀保护是指汽轮机转子和汽缺之间的相对膨胀差。在机组启、停过程中，由于转子相对汽缸来说很小，热容量小，温度变化快，膨胀速度快。若不采取措施加以控制升温速度，将使机组转子与汽缸摩擦造成损坏。故运行中差胀不能超过允许值。 汽轮机转子停止转动后，负胀差有可能会更加发展，因此应当维持一定温度的轴封蒸汽，以免造成恶果。 2轴向位移和胀差的影响因素 使胀差向正值增大的主要因素简述如下： 1）启动时暖机时间太短，升速太快或升负荷太快。 2）汽缸夹层、法兰加热装置的加热汽温太低或流量较低，引起汽加热的作用较弱。 3）滑销系统或轴承台板的滑动性能差，易卡涩，汽缸胀不出。 4）轴封汽温度过高或轴封供汽量过大，引起轴颈过份伸长。 5）机组启动时，进汽压力、温度、流量等参数过高。 6）推力轴承工作面、非工作面受力增大并磨损，轴向位移增大。 7）汽缸保温层的保温效果不佳或保温层脱落，在严禁季节里，汽机房室温太低或有穿堂冷风。 8）双层缸的夹层中流入冷汽（或冷水）。
＃2汽轮机轴向位移波动分析 李志坚 2000年春节调停消缺后＃2机组运行时汽轮机轴向位移就一直偏大。但经过分析确认汽机的通流部分和推力轴承工作状况与以往一样，应该是好的。轴向位移偏大的原因是“零位”不准造成的，最后ALSTOM公司建议修改了控制值。对此，章建叶主任工程师有非常透彻的分析报告文章可以参考。因此对为什么轴向位移指示偏大方面就不多说了。在此，只对因汽温、调门开度的不同以及环境温度变化引起轴向位移的波动进行粗略的探讨。特别是马上就要到冬天了，随着环境温度的下降＃2机轴向位移又会明显上升，估计高时会达0.48mm以上。 一．轴向位移波动现象 在同一负荷下，因汽温、调门开度的不同以及环境温度不同轴向位移有较大的波动。机组在3000r/min稳定一段时间以后，润滑油温度稳定以后，测量系统的工作环境温度已经基本稳定，因此，机组并网后的轴向位移变化也应该是真实地反映推力盘的位移。轴向位移的变化应该基本上是机组负荷的单一函数。但是： 1．目前＃2机组的轴向位移在相同负荷下有较大波动。比如600MW时，因汽温、调门开度的不同轴向位移有一定的波动，最大波动达0.06mm。 2．环境温度变化也会引起轴向位移的变化。冬天的轴向位移要比夏天大0.025mm-0.035mm左右。 3．主蒸汽温度变化时，轴向位移变化明显。主蒸汽温度升高，轴向位移明显增大。 4．调门开度变化轴向位移也变化相当明显。特别是＃4调门开度的变化。调门关小，轴向位移明显增大。 二．引起轴向位移变动的可能原因 1．轴向推力变化引起推力盘的位移。机组负荷变化是引起轴向推力变化的最主要原因，因为轴向推力主要来源于汽机各级前后压力差。当然调门开度、蒸汽温度、真空、抽汽系统会对轴向推力产生一定影响。 2．推力瓦磨损。章建叶主任工程师在（＃2汽轮机轴向位移异常分析及处