汽轮机的轴向位移

1、轴向位移&轴向位移变化的危害

汽轮机在运转中，转子沿着主轴方向的窜动称为轴向位移。

机组的轴向位移应保持在允许范围内，一般为0.8～1.0mm，超过这个数值就会引起动静部分发生摩擦，发生严重损坏事故，如轴弯曲，隔板和叶轮碎裂，汽轮机叶片断裂等。

转子轴向位移（也被成为窜轴）这一指标主要是用以监督推力承轴的工作状况。

汽轮机运行中，汽流在其通道中流动时所产生的轴向推力是由推力承轴来承担的，并由它来保持转子和汽缸的相对轴向位置。不同负荷下轴向推力的大小是不同的，推力承轴在受压时产生的弹性变形也相应变化，所以运行中应该将位移数值和准值作比较，借以查明机组运行是否正常。

推力承轴，包括承轴座架、瓦架、油膜，并非绝对刚性，也就是说在轴向推力用下会产生一定程度的弹性位移。如果汽轮机轴向推力过大，超过了推力承轴允许的负载限度，则会导致推力承轴的损坏，较常见到的就是推力瓦磨损和烧毁，此时推力承轴将不能保持机组动静之间的正常轴向间隙，从而将导致动静碰磨，严重时还会造成更大的设备损坏事故。

轴向位移保护装置是用来检测汽轮机转子和静子之间相对位移，它根据推力轴承承载能力和流通部分间隙规定了报警值和停机值，当轴向位移骤增值超过规定值时，轴向位移保护装置能自动报警和自动停机，防止轴向位移增大时汽轮机受到损伤。

轴向位移为正值时，大轴向发电机方向移动，若此时汽缸膨胀远小于轴的膨胀,差胀不一定向正值方向变化；如果机组参数不变，负荷稳定，差胀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，差胀将会发生变化，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，必然引起差胀的变化。

2、轴向位移和胀差的零位确定

在冷态时，轴向位移的零点是将转子的推力盘向非工作瓦块推足时，定为零位，胀差的零位则将转子的推力盘向工作面瓦块推足时定为零位。在冷态起动前，胀差的指示只能为零或负值，轴向位移的指示只能是正值或零。

3、引起汽轮机轴向位移增大的主要原因

过热蒸汽流量变化。

汽轮机叶片结垢使流通面积减小。

过热蒸汽温度变化。

机组负荷变化。

轴封大量漏汽导致轴承座温度升高。

高压汽封疏汽压调节变化。

汽轮机叶片在运行中断落。

汽轮机基础沉降也可会影响轴向位移的变化。

推力轴瓦磨损或损坏，推力瓦工作失常。

抽汽停用，轴向推力变化。

发电机转子窜动。

频率变化。

汽轮机真空变化。

电气式轴位移表受频率，电压的变化影响。

液压式轴位移表受主油泵出口油压、油温变化等影响。

过热蒸汽含水高，造成汽轮机“水冲击”

4、轴向位移的监视

汽轮机转子的轴向位移是用来监视推力轴承工作状况的。近来，一些机组还装设了推力瓦油膜压力表，运行人员利用这些表计监视汽轮机推力瓦的工作状况和转子轴向位移的变化。

汽轮机轴向位移停机保护值一般为推力瓦块乌金的厚度-0.1～0.2mm，其意义是当推力瓦乌金磨损熔化而瓦胎金属尚未触及推力盘时即跳闸停机，这样推力盘和机组内部都不致损坏，机组修复也比较容易。

在推力瓦工作失常的初期，较难根据推力瓦回油温度来判断。因为油量很大，反应不灵敏，推力瓦乌金温度表能较灵敏地反映瓦块温度的变化。但是运行机组推力瓦块乌金温度测点位置及与乌金表面的距离，均使测得的温度，乌金最高温度。因此，各制造厂根据自己的经验制定了限额。油膜压力测点能够立即对瓦块负荷变化作出反应，但对油膜压力的全界限数值，目前还不能提出一个共同的标准。

当轴向位移增加时，运行人员应对照运行工况，检查推力瓦温度和推力瓦油回温度是否升高及差胀和缸胀情况。如证明轴向位移表指示正确，应分析原因，并申请做变负荷试验，做好记录，汇报上级，并应针对具体情况，采取相应措施加以处。

汽轮机都有设计的推力轴承的工作面和非工作面，一般正常情况下受力应该与设计一致，即工作面承受轴向推力，但这并不是一成不变的，与安装水平、进汽方式、机组各级级压力、轴向推力的平衡情况等等有关，在某些特殊工况或异常工况下，原设计的非工作面也可承受轴向推力，但无论正向还是负向的轴位移都不能超过跳闸值。