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
轴向位移、胀差的安装和调试关于轴向位移和胀差的方向及机械零位的确定 安装间隙的确定 条件：由于零位是在工作瓦及非工作瓦的正中心，并且需要将推力盘靠死工作瓦时来安装并定位两只轴位移传感器，差胀传感器也如此。 方法：轴向位移和胀差的安装间隙的确定相当重要，要在掌握基本原理的基础上来确定此间隙就会变的相当容易，并方便的安装。下面介绍轴向位移安装间隙的确定方法。 假定我们选用一个传感器，此传感器探头有效直径（除了线圈以外的）为8mm，间隙线性范围为4.5mm，传感器输入输出曲线如图1所示，电压输出-2V—20Vdc为线性输出范围，所对应的间隙为0.5mm—5.0mm,灵敏度为4V/mm即d1=0.5mm,对应输出电压为：-2V DC；d2=5.0mm，对应电压输出为-20V DC.如果轴向位移表量程范围为：-2mm--+2mm,即范围为4mm，此时安装间隙为d0=2.75±0.25mm,即d2=2.5mm,d3=3mm,只要将传感器安装在此范围之内即可。此时传感器电压输出对应于 -10VDC---12VDC.由于传感器输出与电压是一一对应的关系，所以在传感器安装时，没有必要用塞尺去测量间隙，只要用电压表测量输出电压即可。 零位确定 在安装固定传感器时，不必关心监视仪表的指示值，在传感器固定完毕后，利用监视仪表的“零迁”即可。如果轴系不在零位，如果测量得目前大轴在+2mm，此时监视值迁为+2mm即可。
1.如果系统性能图超出规范限制范围，例如，线性区少于80mils，比例系数超出±11mV，那么首要的原因可能是系统的某一部分构成不匹配。探头、延伸电缆或前置器在电气长度方面不匹配，使得总长度太长或太短。 2.当提供的-24Vdc电压超出允许变化范围时，传感器的性能也会超出偏差的允许范围。传感器的可用电压变化范围为-17.5至 -26.0 Vdc。然而，对较高的输入电压可能会失去响应。传感器的供电电压低于- 16Vdc时线性区域将严重减小。注意，传感器的最大输出电压相比电源电压大约有4伏的偏差。也就是最大输出信号比电源电压低4伏。 轴向位移和胀差安装间隙的确定相当重要，要在掌握基本原理的基础上来确定此间隙就会变得相当容易，并方便地安装。以往许多老电厂的技术人员受“山”字型传感器的框框影响，把此项工作看得比较机械，往往还用塞规去测量间隙，我们认为没有这个必要，而且没有利用涡流传感器具有线性好，范围大的优点。下面以轴向位移为例来说明如何确定安装间隙及安装方式。 假定我们选用日本新川公司的VK-452A传感器，此传感器探头有效直径为8mm，螺纹尺寸为M14×1.5，线性范围为4.5mm，传感器的输入输出特性曲线如图1，电压输出－2V～－20VDC为线性输出的范围，所对应的间隙为0.5mm～5.0mm，灵敏度为4V/mm(这是常规数据，针对某一特定传感器应以用户自己标定的数据为准)，即d1＝0.5mm，对应输出电压为：－2V DC；d2＝5.0mm，对应电压输出为－20V DC。如果轴向位移表的量程范围为：－2mm～＋2mm，即范围为4mm，此时安装间隙为d0＝2.75±0.25mm，即d2＝2.5mm，d3＝3.0mm，只要将传感器安装在此范围之内即可。此时传感器电压输出对应于－10VDC～－12VDC。由于传感器的间隙与电压输出是一一对应的关系，所以在传感器安装时，没有必要用塞规去测量间隙，只要用电压表测量输出电压即可，这样可减少现场工作强度。又如果假定轴向位移表的量程为－1mm～＋2mm，即范围为3mm，此时安装的间隙为 d0＝2.25±0.75mm，即d2＝1.5mm，d3＝3mm，此时传感器的电压输出对应与－6VDC～－12VDC，我们只要测量输出电压，使其在上述范围之内，即可固定支架，使其定位。对于其他的量程范围，或胀差均可用此方式来确定。 零位确定 在安装固定传感器时，用户不必关心监视仪表的指示值，在传感器固定完毕后，利用监视仪表的“零迁”功能将监视仪表指示“迁零”即可。如果轴系不在零位，如果机务工程师经测量，目前大轴在＋0.2mm，此时将监视器仪表的指示迁为＋0.2mm即可。（应该为2.5+2=4.5和3+2=5mm对应的电压值都可以，即最大正向位移对应的探头位置可以活动的范围，而不是零点电压所对应的范围）所以涡流传感器的安装是相当方便的，半个小时即可完成安装调试工作的全过程。而现在好多用户受老传统的影响，不会使用这些先进的功能而用老办法，甚至用对讲机，来回对数据、对零位，而往往螺母一紧，零位又变化了，再重新来过，5～6人忙半天才能安装完毕。所以用户一定要搞清原理，可大大地减轻工作强度和节约时间。
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： (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) 1、汽封供汽抽真空阶段。 (7) 2、暖机升速阶段。 (7) 3、定速和并列带负荷阶段。 (7) 5、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； 2）当轴向位移增大至报警值时，应报告值长、运行经理，要求降低机组负荷； 3）若主、再热蒸汽参数异常，应恢复正常； 4）若系统周波变化大、发电机转子串动，应与PLN调度联系，以便尽快恢复正常； 5）当轴向位移达－1.0mm或+1.2mm时保护动作机组自动停机。否则手动打闸紧急停机； 6）轴向位移增大虽未达跳机值，但机组有明显的摩擦声及振动增加或轴承回油温度明显升高应紧急停机； 7）若轴向位移增大而停机后，必须立即检查推力轴承金属温度及轴承进、回油温度，并手动盘车检查无卡涩，方可投入连续盘车，否则进行定期盘车。必须经检查推力轴承、汽轮机通流部分无损坏后方可重新启动。 三、汽机轴向位移测量失灵的运行对策 1）严密监视推力轴承的进、出口油温、推力瓦金属温度，当有超过两块推力瓦金属温度均异常升高，应立即汇报值长，按规程要求采取相应的措施。 2）当判定汽机轴向位移确实增大时，应按上述汽轮机轴向位移增大的处理措施进行处理。
汽轮机轴向位移、胀差传感器的安装探讨以及异常问题分析归 纳 缪水宝 【期刊名称】《《东方汽轮机》》 【年(卷),期】2019(000)003 【总页数】9页(P60-68) 【关键词】轴向位移; 胀差; 安装; 调试; 分析; 建议 【作者】缪水宝 【作者单位】芜湖发电有限责任公司安徽芜湖 241009 【正文语种】中文 【中图分类】TK36; TK268 0 引言 在高参数、大容量汽轮发电机组中，轴向位移和胀差是直接反映汽轮机动静间隙的两项最重要的技术参数，也是两项重要保护。目前，由于许多机组的轴系机械安装零位和监测保护系统的电气零位不统一，经常发生检修后的机组因胀差、位移监测系统传感器的零位锁定不当，使该系统在机组启动后，测量误差较大，甚至无法正常监测和投入保护，只能停机处理。因此，检修后机组的轴向位移、胀差传感器的安装正确与否直接影响机组的正常运行[1]。 汽轮机监测仪表系统Turbine Supervisory Instrumentation（简称TSI）是一种
可靠的连续监测汽轮发电机组转子和汽缸的机械工作参数的多路监控系统，可用于连续显示机组的启停和运行状态，为记录表提供输出信号，并在被测参数超出预置的运行极限时发出报警信号，必要时采取自动停机保护。此外，还能提供用于故障诊断的各种测量数据[2]。其中TSI监测的重要参数就包括对轴向位移和胀差测量、监视。 1 系统简介 1.1 主机系统说明（简称大机） 芜湖发电有限责任公司2台燃煤机组汽轮机采用由东汽制造的N660-25/580/600型超超临界、一次中间再热、单轴、凝汽式汽轮机；汽轮机监测系统（TSI）为德 国EPRO公司的旋转机械监测保护系统，由东汽成套提供，主要由传感器、延伸 电缆、前置器、就地电缆和监测保护系统组成；DCS系统为FOXBORO I/A Series系统。利用DCS实现汽轮机紧急跳闸系统emergency trip system（ETS）功能，用独立的DCS机柜、独立的控制站、I/O卡件冗余配置具有极快的运算速度，有利于机组事故分析、运行管理和检修维护。由TSI输出的轴向位移1/2超 限停机信号、高中压缸胀差超限停机信号以及低压缸胀差超限停机信号分别送至3块FOXBORO FBM219卡件进行“或”逻辑判断后，3块FBM219卡件每块输 出2副DO信号再进行3取2继电器硬逻辑判断后输出ETS跳闸信号。 1.2 给水泵汽轮机系统说明（简称小机） 芜湖发电公司给水泵有 3台，1台30%的电动给水泵，2台50%的汽动给水泵， 给水泵汽轮机为杭汽提供的型号为NK63/71，单缸、单流程、下排汽凝汽式汽轮机，通过联轴器直接带动给水泵运行。额定工况功率9.21 MW，额定转速5 506 r/min；额定进汽压力1.185 MPa；额定排汽压力6.6 kPa。该汽轮机在设计工况运行时，采用双机并列运行，即每台汽动给水泵供给锅炉 50%的额定给水量。每 台给水泵汽轮机轴向位移传感器系统设置两套，以满足重要参数二取一的选择原则。
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。
山东泉兴水泥有限公司余热发电项目 1 × 10MW 汽 轮 机 启 动 调 试 方 案 及 措 施 洛阳中重建筑安装工程有限责任公司 2010-7-6
编制审核批准监理
目录 1 、汽轮机组启动调试目的 2、编制依据 3、润滑油及调节保安系统调试 4 、凝结水系统调试 5 、循环水系统调试 6、射水泵及真空系统调试 7、汽机保护、联锁、检查试验项目 8 、试运组织
汽轮机组启动调试方案 1 、目的 为加强山东泉兴水泥有限公司余热发电工程汽轮机组调试工作管理 , 明确启动调试工作的任务和各方职责 , 规范调试工作的项目和程序 , 使调试工作有组织、有秩序地进行 , 全面提高调试质量 , 确保机组安全、可靠、经济、文明地投入生产 , 根据火电厂机组的实际情况和同类型机组启动调试的经验 , 特制订本方案。 机组启动调试是安装工程的最后一道工序 , 通过启动调试使机组达到验标规定的技术指标。本方案仅作为机组启动的试运导则 , 提供机组调整试运指导性意见。 本方案在实施过程中的修改、调整 , 届时由启动验收领导小组决定。 2、编制依据： 2.l 《火力发电基本建设工程启动及验收规程及相关规程》 (1998 〉 : 2.2 《火电工程调整试运质量检验及评定标准》 ; 2.3 《火电工程启动调试工作规定》 ; 2.4 《火电机组达标投产考核标准及相关规定》 (1998 年版 ); 2.5 《电力建设施工及验收技术规范》 ( 汽机篇 ): 2.6 《电力基本建设工程质量监督规定》 ; 2.7 《安装使用说明书》 ( 设备厂 ) 3 、设备系统简介 3.1 、主机设备规范 本机组为洛阳中重发电设备有限公司生产的 BN10-1.6/0.35 型补汽凝汽式汽轮机。为纯低温、低压余热发电单缸、冲动、补汽式汽轮机。 3.1.1 、主要技术参数 主汽门前蒸汽压力 1.6Mpa ± 0.2Mpa 主汽门前蒸汽温度320℃ +50 ℃ ,-20 ℃ 补汽压力0.35Mpa +0.2Mpa,-OMpa 补汽温度155℃ +15 ℃ ,-15℃ 设计发电功率：进汽48.41t／h、补汽4t／h 10MW 冷却水温度：正常25℃最高33℃ 转速 300Or/mⅰn 汽轮机转子临界转速 1580~1630r/min
汽轮机胀差及轴向位移 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。汽轮机3号轴承处安装有1号胀差探测器 汽轮机4号轴承处安装有2号胀差探测器 差胀保护是指汽轮机转子和汽缸之间的相对膨胀差。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。
汽轮机轴向位移和胀差产生的原因及预防控制方法 （影响机组胀差的因素） 1、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，在严冬季节里，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。 10）多转子机组，相邻转子胀差变化带来的互相影响。 11）真空变化的影响(真空降低，引起进入汽轮机的蒸汽流量增大)。 12）转速变化的影响(转速降低)。 13）各级抽汽量变化的影响，若一级抽汽停用，则影响高差
很明显。 14）轴承油温太高。 15）机组停机惰走过程中由于“泊桑效应”的影响。 16）差胀指示表不准，或频率，电压变化影响。 2、使胀差向负值增大的主要原因： 1）负荷迅速下降或突然甩负荷。 2）主汽温骤减或启动时的进汽温度低于金属温度。 3）水冲击。 4）轴承油温太低。 5）轴封汽温度太低。 6）轴向位移变化。 7) 真空过高，相应排汽室温降低而影响。 8）启动进转速突升，由于转子在离心力的作用下轴向尺寸缩小，尤其低差变化明显。 9）双层汽缸夹层中流入高温蒸汽，可能来自汽加热装置，也可能来自进汽套管的漏汽或者轴封漏汽。 10)汽缸夹层加热装置汽温太高或流量较大，引起加热过度。 11)滑销系统或轴承台板滑动卡涩，汽缸不缩回。 12)差胀值示表不准，或频率，电压变化影响。 3、正胀差影响因素主要有： （1）蒸汽温升或温降速度大；
汽轮机监视系统（TSI）安装调试问题和 对策 摘要：汽轮机监视系统是影响汽轮机组正常运行的重要环节，安装、调试在 整个机组中的比重较少，很多专业人员忽视这一环节，给汽轮机的运行留下了安 全隐患。本文分析当前汽轮机检系统在安装、调试中的常见问题，提出对应的解 决对策，希望能带来帮助，提高人们对TSI系统的重视。 关键词：汽轮机监视系统（TSI）；安装调试问题；解决策略 引言 汽轮机监视系统一般包括各种涡流检测探头、速度式探头、前置器、延长电缆、监视仪表组件等内容，是一种连续检测汽轮发电机组和气缸工作参数的监控 系统，实现机组的运行数据的实施监控，记录仪表盘提供的内容。当数据显示异 常并触发报警系统的时候，系统自动采取停机保护措施，测量故障过程中的各个 数据。一般使用的安全监测系统主要对汽轮机发电机的转速、轴向位移、振动、 键相等内容实时检测，一旦出现异常就会启动报警系统，在濒临危险数值时启用 紧急跳闸停机措施，提高汽轮机的安全性。 1汽轮机监视系统（TSI）安装调试中的常见问题 1.1振动信号干扰 在实际应用汽轮机监测系统的时候，会发现汽轮机的真逗信号频率较高，有 时候会达到临界值触发报警系统甚至有跳闸的风险，降低系统的保护功能。一旦 机组出现跳闸，影响汽轮机的正常运行，增加运行和维护的工作负担，提高设备 损坏的概率，在无形中增加了运行成本。发生这种现象的主要原因是由于TSI系 统出现信号干扰，高电压电缆的敷设走向与信号的振动频率一致，出现了共振情况。想要解决振动信号干扰问题有三个途径，一个是将汽轮机监视设备连接地面，
接地电阻符合设计要求，二是采取屏蔽系统，安装屏蔽电缆、屏蔽线等，三是在系统中合理添加滤波和延时装置，减少过渡的保护机制。在汽轮机中严格按照TSI系统的安装要求，不使用涡流式振动探头，从而减少磁场的信号干扰问题。600MW机组TSI系统运行的过程中测量的数值偏大，主要是因为涡流式探头与发电机的距离过近，探头受到磁场的干扰，导致振动的频率增高，数据不准确。 1.2系统死机现象 在调试监视系统的时候出现了死机的现象，所有参数变为0mA，有可能是因为动态监视板在工作的时候，板件保护温度设置偏低的缘故，当板件的温度超过预定的数值时，触发系统的保护系统，就会出现保护性死机的情况，阻断输出电流。将板件保护温度设置成合理的数值，就能减少保护性死机的情况。 1.3胀差信号紊乱 在安装胀差的时候，要结合使用探头的灵敏度和干扰范围，测量探头的胀差临界点，从而确定探头的安装地位和间隙电压。在安装后进行调试工作，根据监视器现实的参数数值进行调整，确保探头测量的准确数值。 1.4轴向移动错误 在安装轴向移动的时候，要注意汽轮机内部零件的位置，结合中间抽的实际位置和探头的干扰范围，从而确定轴向移动的安装位置和间隙电压。在安装完毕之后进行数据测量，调试轴向的位置，确保数据的准确性。 1.5偏心数值太大 偏心数值一般是中心轴的初始偏心值为核心，如果数据偏差太大，可以采取手动调节盘车的方式，如拉起真空轴盘车、投入轴封保持连续盘车的方式。确保整体机组的稳定性和安全性。要注意的是启动前和停机后连续盘车的时间至少有4个小时。 2汽轮机监视系统（TSI）常用的调试手段 2.1查线
汽轮机轴向位移和胀差的关系 汽轮机是一种将燃料燃烧产生的能量转化为机械能的装置。在汽轮机运行过程中，轴向位移和胀差是两个重要的参数，它们之间存在一定的关系。本文将从理论和实际应用两个方面，探讨汽轮机轴向位移与胀差之间的关系。 我们来了解一下汽轮机的基本原理。汽轮机是利用燃烧产生的高温高压气体推动叶轮转动，进而带动轴线上的发电机或其他机械设备工作的一种热力机械装置。汽轮机的主要部件包括燃烧室、压缩机、燃气轮机和发电机。其中，燃气轮机是汽轮机的核心部件，它通过高速旋转的叶轮将气体的动能转化为机械能。 在汽轮机的运行过程中，由于高温气体的作用，叶轮和轴承等部件会产生热胀冷缩的现象，这就是所谓的胀差。胀差会导致轴向位移的变化，从而对汽轮机的正常运行产生影响。 那么，汽轮机的轴向位移是如何产生的呢？轴向位移是指轴线方向上的位移，也就是叶轮在轴向上的移动距离。汽轮机的轴向位移主要由热胀冷缩和机械因素两方面因素共同决定。 热胀冷缩是导致轴向位移的主要原因之一。由于汽轮机工作时温度较高，叶轮和轴承等部件会产生热胀现象，使轴向位移发生变化。随着温度的升高，叶轮和轴承的尺寸会发生变化，导致轴向位移增加。而在停机冷却过程中，由于温度的下降，叶轮和轴承的尺寸会
发生变小，轴向位移减小。 机械因素也是导致轴向位移的重要原因之一。汽轮机的叶轮和轴承等部件在制造和装配过程中，可能存在一定的轴向间隙。当汽轮机开始运行时，由于叶轮的旋转和气流的作用，轴向间隙会被填充，使轴向位移发生变化。 那么，汽轮机的轴向位移与胀差之间存在着怎样的关系呢？根据上述分析，可以得出以下结论：轴向位移与胀差存在一定的相关性。热胀冷缩是导致轴向位移和胀差产生的主要原因，而机械因素也会对轴向位移和胀差产生一定的影响。当汽轮机运行时，由于高温气体的作用，叶轮和轴承等部件会产生热胀现象，使轴向位移和胀差增大。而在汽轮机停机冷却过程中，叶轮和轴承的尺寸会发生变小，导致轴向位移和胀差减小。 汽轮机的轴向位移和胀差之间存在一定的关系。热胀冷缩是导致轴向位移和胀差产生的主要原因，而机械因素也会对轴向位移和胀差产生影响。了解轴向位移和胀差之间的关系，对于汽轮机的正常运行和维护具有重要意义。只有通过合理的设计和维护，才能保证汽轮机的正常运行和高效发电。
汽轮机 轴向位移和胀差危害、分析与控制技术措施 一、轴向位移和胀差的危害： 1、泊桑效应影响机组低压胀差约10%，所以开机冲转前，低压胀差应保证10%以上。在停机过程中尽量减少低压胀差（最好控制在90％以下），当低压胀差超过110%，必须紧急停机，这时随着转速下降，低压胀差会超过120%，在低转速区可能会有动静摩擦。 2、在冬季低压胀差过高时，要注意轴封气母管压力，若压力过高可适当调低，也可用降低真空方法来减少低压胀差。冬季减少开窗的地方，这是冬季减少低压胀差有效措施。 3、极热态启动时，轴封供气尽量选择高温气源，辅气作为气源时，必须保证其温度控制在270℃左右，若温度太低，将造成高压轴封段大轴急剧冷却收缩，有可能导致前几级动静摩擦。 4、冷态启动时，轴封气源高于大轴金属温度，大轴将局部受热伸长，出现较大的正胀差。因此要选择与轴封金属温度相匹配的气源，不拖延启动时间。低压胀差过大，可采用降低真空来调节，尽量提前冲转升速。机组启动阶段低压正胀差超过限值时，可破坏真空停轴封气，待胀差正常后重新启动。 5、机组倒缸前，主蒸汽气温至少比高压缸金属温度高50℃以上，倒缸前应考虑轴向位移对高压胀差影响。 机组启停阶段胀差变化幅度大，影响因素多，调整难度大，
因此要严格按规程操作，根据汽缸金属温度选择适当的冲转参数，适当的升温升压曲线，确定合适升温速度，控制升速和暖机时间，带负荷后根据具体情况，及时分析和采取有效方法，才能有效控制胀差。 二、机组启动时胀差变化的分析与控制： 汽轮机在启停过程中，转子与汽缸的热交换条件不同。因此，造成他们在轴向的膨胀也不一致，即出现相对膨胀。相对膨胀通常也称为胀差。胀差的大小表明了汽轮机轴向动静间隙的变化情况。监视胀差是机组启停过程中的一项重要任务。 为避免轴向间隙变化而使动静部分发生摩擦，不仅应对胀差进行严格的监视，而且胀差对汽轮机运行的影响应该有足够的认识。 受热后汽缸是从“死点”向机头方向膨胀的，所以，胀差的信号发生器一般安装在汽缸相对基础的“死点”位置。胀差发信器安装在前轴承箱座上。 机组的启动按启动前汽轮机金属温度水平分为：冷态启动（金属温度150—180℃）；温态启动（180度—350℃）；热态启动（350度—450℃）；极热态启动（450℃以上）。 现仅就常见的冷态启动和热态启动时机组胀差的变化与控制进行简单分析： 在机组冷态启动过程中，胀差的变化和对胀差的控制大致分为以下几个阶段：
浅谈汽轮机安装程序关键点分析 摘要：汽轮机为火力发电厂主要的发电设备，汽轮机安装质量，直接影响汽轮发电机组能否安全经济稳定的运行。本文以哈汽N1050-28/600/620型汽轮机组为例阐述了汽轮机本体现场安装的主要技术要求及注意事项。然后对汽轮机安装过程中的关键点进行了分析，并提出了有效的解决措施。 关键词：汽轮机、安装、规范程序、关键点 引言 汽轮机是电厂并网发电机组的重要组成部分，汽轮机的安装质量至关重要。因此，汽轮机安装人员必须熟练掌握安装的标准要求、规范流程及关键点控制，保证汽轮机安装质量。 一、汽轮机的结构特点及安装规范 （一）汽轮机结构特征 汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械。概括来说，由转动和静止两个部分组成。 （二）汽轮机安装规范 汽轮机的结构较为复杂，零部件装配尺寸精度高，安装要求高，因此，在汽轮机安装过程中，必须根据汽轮机厂图纸与安装说明书的规范要求进行。而在每一阶段的安装过程中，必须严格控制安装质量，并严格控制安装中的关键点，防止造成安装质量问题。 二、汽轮机安装过程中的关键点分析 （一）基础处理
基础验收检查处理是汽轮机安装前的重要工作，其关键点是对地面沉降进行 准确观测，汽机基础与相邻的其它设备的基础，允许的不均匀沉降不大于5mm.核 实基础承力面的基准标高在±1mm以内，严格把控基础无蜂窝、裂纹、漏筋、麻 面等现象。螺栓孔或者预埋螺栓中心线与基础中心线偏差＜1mm以内。对要进行 二次灌浆基础表面进行凿毛处理，凿去附浆漏出砂石。 （二）垫铁布置 对可调式垫铁清理检查，若四角有毛刺、卷边,用油光锉清理，可调式垫铁 中部滑动面与上部接触面作为重点检查，油石清理，接触点检查75%以上。可调 式垫铁采用预埋灌浆料浇筑方法进行。灌浆料采用SikaGrout TP。安装示意图： 各垫铁沿轴线方向均应按一定的标高及扬度布置。各垫铁的标高及扬度根据 轴系找中图所规定的轴承中心及标高计算得出。 （三）台板（基架）的安装关键点 台板安装之前，先清理台板的油污，毛边、毛刺及高点锉平，研磨平板涂红 丹粉检查台板有无接刀现象，然后用台板与低压缸（或轴承座）滑动面进行对研，检查各滑动面应光洁无毛刺且接触严密，用0.05mm塞尺检查接触面四周应不能 塞入；台板为柔性，不允许刮研。低压外缸及轴承箱接触面有接刀现象，只能对 低压缸底脚板与轴承座底面进行局部研刮。台板就位后，初步找平、找正。最后 用合像水平仪与铸钢大水平尺检查台板水平，其偏差应不大于0.02/m；各台板之 间的标高差应控制在0.02mm以内；根据以往的经验，为便于以后调整，各台板 的安装标高应低于图纸设计标高0.50mm.
浅谈汽轮机组的轴承安装 摘要：发电厂汽轮机的安装涉及到多个工序，安装过程是一项复杂的系统化工程。汽轮机轴承安装对机组振动有着直接的影响，本文分析了轴承安装对造成机 组振动的影响因素。 关键词：汽轮机组；轴承；振动；安装 汽轮机的安装过程十分的复杂，具有很高的专业性，安装过程中经常出现各 种问题，其中比较常见的就是汽轮机震动超出规定的标准，轴承是汽轮机组的重 要组成部件，担负着承载机组的作用。同时，轴系的各种响应也将在轴承上反映 出来。 1、汽轮机安装的内容 基础准备→垫铁布置→台板就位→低压外缸就位安装→中、前箱就位安装→支持轴承安装→转子就位找正→低压缸找正→前、中箱及高、中压缸找正→低压缸 与凝汽器连接→低、中、高压缸安装→通流间隙测量→推力轴承安装→汽缸扣盖 →二次浇灌→轴承中心复查→联轴器连接→盘车、连通管安装→化妆板安装。 2、轴承的安装 大多数汽轮机转子轴承采用可倾瓦式，具有良好的稳定性，可避免油膜振荡。可倾瓦自由摆动，增加支撑柔性，吸收转轴振动能量，具有良好的减振性能。在 安装过程中，注意保证支撑轴承的轴承盖与轴瓦之间紧力符合图纸要求。如果紧 力过大可能使轴承盖变形，特别是球面轴承将无法自由调位；紧力过小将出现振动。此外，轴承的连接紧力对轴承刚度也会产生影响，如果轴承刚度不足，在同 样的激振力下能引起较大的振动，因此必须将轴承各连接螺栓拧紧。在现场施工 过程中，往往出现因连接螺栓紧力不足而引起振动的现象。支持轴承轴瓦的垫块，承受着因转子本身的质量及转子转动时由于不平衡而引起的离心力，垫块确定转 子位置，施工时要保证垫块均匀承重，每块垫块的接触痕迹应占垫块总面积的70％以上，且接触点均匀分布以避免因接触面不符合要求而引起较大振动。推力轴承 是转子相对于气缸的膨胀死点，安装时要保证转子轴向窜动量与图纸技术要求相符，如果窜动量过小，则不能保证推力瓦块形成正常的油膜厚度，运行中油温必 然升高或出现摩擦；相反，窜动量过大，汽轮机负荷突然改变时，则会使推力瓦 块收到较大冲击。 3、轴承安装工作需要注意的问题 3.1、振幅与激振力和支承动刚度的关系。 部件呈现的振幅与作用在部件上的激振力在线性系统中呈正比趋势，而与动 刚度呈反比趋势。振幅与激振力及动刚度的关系式如下： B=L/K d。式中：B 为振幅；L 为激振力；K d 为部件动刚度，Kd=K/μ。部件静 刚度 K 又称刚度系数，它是表示部件产生单位位移（变形）所需的静力；动刚度Kd 是表示部件产生单位振幅（位移）所需的交变力。由上述公式可知，轴承的动 刚度与静刚度成正比关系，与动态放大系数μ成反比关系，如果忽略系统阻尼即 让μ为无穷大，动刚度 Kd 在静刚度 K 很大的情况下也为 0。同时，我们由公式可见，当激振力作用不大时，轴承会产生很大的振动，这种现象就是共振。共振又 分为两种：系统支撑共振和系统部件共振。支撑系统共振是激振力通过支撑系统 输入振动系统的振动，当支撑系统自振动频率与激振力频率一致而产生的一种共振。例如在轴承中，存在某一方向的自振动频率与激振力频率一致的共振。系统 部件共振是振动系统内某一部件自振动频率与激振力一致而产生的共振。例如转
汽轮机的热膨胀和胀差 摘要： 关键词：汽轮机轴向位移、胀差 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,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、轴向位移和胀差产生的原因 影响机组差胀的因素 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。 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。 7）汽缸保温层的保温效果不佳或保温层脱落，在严冬季节里，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。
10）多转子机组，相邻转子胀差变化带来的互相影响。 11）真空变化的影响。 12）转速变化的影响。 13）各级抽汽量变化的影响，若一级抽汽停用，则影响高差很明显。 14）轴承油温太高。 15）机组停机惰走过程中由于“泊桑效应”的影响。 l．负价苛变化速度的影响 当负荷变化时，各级蒸汽流量发生变化，特别是在低负荷范围内，各级蒸汽温度的变化较大，负荷增长速度愈快，蒸汽的温升速度也愈快．与金属表向降负荷速度加快，汽缸和转子温升速度的差别愈大。负荷增加速度加快，正差胀增大；降负荷速度加快，正差胀缩小，以致出现负差胀。 2．轴封供气温度的影响 轴封供气对转子的轴封段和轴封体加热，由于轴封体是嵌在汽缸两端，其膨胀对汽缸轴同长度几乎没有影响，但转子轴封段的膨胀却影响转子的长度，因而使正差胀加大。由于轴封段占转子长度的比例较小，故对总差胀影响较小，可是轴封处的局部差胀却比较大。若轴封供气温度过高，则出现正差胀过大；反之，负差胀过大。一般规定轴封气温度略高于轴封金属温度。3．环境温度的影响 低压差胀对环境温度较敏感。环境温度升高，低压差胀变小，环境温度降低，低压差胀升高。主要原因一方面是环境温度降低，低压缸冷却加剧（低压缸无保温）；另一方面是循环水温度
半速汽轮机轴位移和胀差传感器的安装与调整 霍雷;孙小龙;郑军伟 【摘要】轴位移和胀差是反映汽轮机动静间隙的两项重要监视参数.采用半速机组轴位移和胀差的测量原理和测量方法,对红沿河核电厂1号机组存在的轴位移传感器测量值偏大、高中压转子膨胀测量传感器安装间隙不足和暖机过程中低压转子膨胀量过大等问题的解决过程进行了系统论述.通过对红沿河核电厂1号机组轴位移和胀差实际运行数据和变化规律的分析,说明传感器的安装过程和调整方法正确,实现了对汽轮发电机组的可靠监视和保护. 【期刊名称】《中国电力》 【年(卷),期】2013(046)012 【总页数】5页(P74-78) 【关键词】核电;半速汽轮机;轴位移;胀差;安装调整 【作者】霍雷;孙小龙;郑军伟 【作者单位】中广核工程有限公司,广东深圳518031;中广核工程有限公司,广东深圳518031;中广核工程有限公司,广东深圳518031 【正文语种】中文 【中图分类】TK264.2 0 引言 轴位移和胀差是反映汽轮机动静间隙的重要监视参数。为避免轴向间隙变化造成动
静部分发生摩擦，对轴位移和胀差的监视是机组运行和瞬态过程中的一项重要任务。轴位移和胀差传感器测量结果的准确性与传感器测量零点的校准、传感器自身的测量特性等有直接关系。 红沿河核电厂1号机组是东方电气集团生产的HN1119型冲动凝汽式半速汽轮机组，单轴四缸六排汽，额定电功率1118.79 MW。有HIP（高中压合缸）和LP1（1号低压缸）、LP2（2号低压缸）、LP3（3号低压缸）共4个汽缸。 1 核电半速汽机轴位移和胀差测量与布置 红沿河核电厂1号机组汽机监视系统采用瑞士Vibro-Meter公司开发的基于数字 信号处理技术的VM600系统[1]。该系统由MPS（机器保护系统）和CMS（状 态监测系统）2个部分组成，实现了TSI（汽轮机监视）和TDM（瞬态数据管理）功能的一体化[2]。其最大的特点是常用的监视信号都能通过4+2通道的MPC4（机器监视保护卡）完成信号采集。其中4通道可以采集振动、位移、偏心和膨 胀等，另外2个通道是转速或键相专设通道。 红沿河核电厂1号机组汽轮机的各段转子均采用对流布置，高压转子的叶轮上设 置平衡孔，推力盘布置在高中压合缸后的轴承箱内。图1是轴位移和HIP（高中 压合缸）胀差测量示意。 图1 轴位移和HIP（高中压合缸）胀差测量示意Fig.1 Measuring points of rotor axial displacement and HIP differential expansion 轴位移测量的基准点是图1的F，3支独立的传感器的安装位置在高中压合缸的后轴承箱壁E点上。高中压合缸缸体膨胀的测量使用1支传感器，测量基准点为D，传感器安装位置如图1所示的C点。高中压转子膨胀的测量也使用1支传感器， 基准点为F，传感器的安装位置如图1所示A处。 该机组不监视低压缸缸体的膨胀，仅在3号低压缸后端布置1支测量低压转子绝 对膨胀的传感器。图2是3号低压缸缸体和其前后轴承箱的布置，低压转子绝对