第二章 汽轮机轴系各参数的监测分解
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汽轮机轴系监测系统概述汽轮机轴系监测系统作为热工保护内容的一部分,是实现汽轮机组运行自动化的机组运行自动化的基础,是保证汽轮机组安全经济运行的必备装置。
汽轮机轴系监视保护项目主要包括:汽轮机振动的监测、转子轴向位移监测、转速监测、缸胀及胀差监测、偏心监测等。
由于各个汽轮机机组的形式、结构以及组成不尽相同,因而不同形式的汽轮机所配置的监视和保护装置,其项目和要求也不尽相同。
汽轮机轴系监测(TSI)系统基本参数(一)、动态运行(振动)参数1.振幅振幅是表示机组振动严重程度的一个重要指标,它可以用位移、速度或加速度表示。
根据振幅的监测,可以判断“机器是否平稳运转”。
以前对机组振动的检测,只能测得机壳振幅,虽然机壳振幅能表明某些机械故障,但由于机械结构、安装、运行条件以及机壳的位置等,转轴与机壳之间存在着阻抗,所以机壳的振动并不能直接反映转轴的振动情况,因为机壳振动不足以作为机械保护的合适参数,但是机壳振动通常作为定期监测的参数,能及早发现叶片共振等高频振动的故障现象。
由于接近式传感器能够直接测量转轴的振动状态,所以能够提供机组振动保护的重要参数,把接近式电涡流传感器永久的安装在轴承架上,便能随时观测到转轴相对于轴承座的振幅。
振动幅值一般以峰—峰密耳位移值或峰—峰微米位移值表示。
一台运行正常的机组的振幅值都是稳定在一个允许的限定值。
一般来说,振幅值的任何变化都表明机械状态有了改变。
机组的振幅无论增加或减少,操作和维修人员均应对机组作进一步调查分析。
2.频率汽轮发电机组等旋转机械的振动频率(每分钟周期数),一般用机械转速的倍数来表示,因为机械振动频率多以机械转速的整数倍和分数倍形式出现的。
这是表示振动频率的一种简单的方法,只把振动频率表示为转速的一倍、二倍或1/2倍等,而不用把振动频率分别表示为每分钟周期数或赫兹。
在汽缸测量中,振幅和频率是可供测量和分析的惟一主要参数,所以频率分析在汽缸振幅测量中是很重要的。
汽轮机运行中的主要监视项目,除汽温、汽压及真空外,还有胀差、轴向、位移振动等,在正常运行中,为保证机组经济性,运行人员必须对其严密监控。
1参数变化对汽轮机运行的影响蒸汽参数的变化,将引起汽轮机的功率和效率变化,并且使汽轮机通流部分的某些部件应力和机组的轴向推力发生变化。
当变化幅度在允许范围之内时,只对汽轮机运行的经济性发生一些影响;当变化幅度超过运行规定的允许范围时,则对机组运行的安全性构成威胁。
1.1主蒸汽压力的变化。
主蒸汽压力升高时,如其它参数和调门开度不变,则进入汽轮机的流量要增加,机组的焓降也增加,使机组负荷增大。
如保持负荷不变,则此时应关小调节汽门,这样主蒸汽流量将减小,汽耗率降低,热耗率也降低,机组经济性提高。
但汽压升高时,可能会使调节级动叶过负荷。
主蒸汽压力降低时,因汽轮机焓降减小,经济性降低。
如保持负荷不变,则应开大调节汽门,但此时会引起调节级理想焓降减小,末级焓降上升,同时由于蒸汽流量也增加,故末级隔板和动叶应力上升较多,而且转子所受轴向推力也会上升。
1.2主蒸汽温度变化。
主蒸汽温度升高时,蒸汽的理想焓降增加且排汽湿度降低而有利于汽轮机的热效率提高。
但汽温高于允许值,对设备可靠性和使用寿命方面都有影响;因此,在超温的幅度上和累计时间上都必须严格加以限制。
否则汽温过高,金属材料的蠕变速度加快,将引起设备损坏或缩短使用寿命。
运行中主蒸汽温度降低对汽轮机安全与经济性都是不利的。
一方面由于汽温降低蒸汽的理想焓降减小,排汽湿度增大,效率降低。
另一方面,温度降低时若维持额定负荷,则蒸汽流量的增加对末级叶片极为不利。
汽温降低还使汽轮机各级反动度增加、轴向推力增大。
1.3再热蒸汽温度。
再热蒸汽温度主要取决于锅炉的特性和工况。
再热汽温升高超过允许范围时,会使再热器和中压缸前几级金属材料强度下降,缩短使用寿命,再热汽温过高还会引起再热器爆管。
再热汽温低于允许温度时,会使末级叶片应力上升,而且湿度增加;若长期在低温下运行,会使叶片遭到水蚀。
火电厂汽轮机运行状态监视及参数分析摘要:汽轮机在正常运行中,是否存在问题主要是通过很多参数直接或间接反应出来的,就跟人是否健康一样,是通过体检的一些参数和指标来判断确定的,具体指标主要有轴向位移、转速、背压、各轴承振动温度等;本文从汽轮机重点参数分析,分析参数对应的意义和有针对性的问题,以及参数变化对节能的影响。
关键词:集控运行;汽轮机运行;参数监视引言在我国经济和科技不断发展的背景下,人们的生活水平也在不断提高,电厂汽轮机作为保障人们用电质量的关键,运行人员需要对它的性能进行分析,保障其经济性和稳定性。
同时在电厂汽轮机运行过程中,由于负荷等方面的影响,它在实际的运行过程中会出现一些质量问题。
因此,要想促进我国电力事业在社会经济中的稳定发展,还是要对电厂汽轮机运行常见问题和参数进行分析,给出合理的建议。
1电厂集控运行汽轮机概述汽轮机本身是一种旋转机械,其在使用过程中是将热能转换为机械能,然后实现发电过程。
在汽轮机运行中,将蒸汽喷嘴内的蒸汽利用气道改变方向,将蒸汽作用在汽轮机的叶片上,推动叶轮转动,这样能够将蒸汽产生的热能转化为机械动能。
在对汽轮机进行优化时,需要对汽轮机的热效率进行考虑,降低其能耗情况,提高汽轮机的运行效率,才能够保证电厂的经济效益。
2电厂汽机设备运行中的常见参数变化2.1进汽压力变化影响① 汽压升高,汽温不变,汽机低压段湿度增加,不但使汽机的湿汽损失增加,降低汽机的相对内效率,并且增加了几级叶片的侵蚀作用,为了保证安全,一般要求排汽干度大于88%,高压大容量机组为了使后几级蒸汽湿度不致过大,一般都采用中间再热,提高中压进汽温度。
② 运行中汽压升高,调门开度不变,蒸汽流量升高,负荷增加,要防止流量过大,机组过负荷,对汽动给泵则应注意转速升高,防止发生超速,给水压力升高过多。
③ 汽压升高过多至限额,使承压部件应力增大,主汽管、汽室,汽门壳体、汽缸法兰和螺栓吃力过大,材料达到强度极限易发生危险,必须要求锅炉减负荷,降低汽压至允许范围内运行。
汽轮机的运行参数调节说明书第一节:概述汽轮机是一种基于空气动力学原理的热动力发电设备,其重要的组成部分之一是调节系统。
调节系统能够实现对汽轮机的运行参数进行有效的调控,使其能够在不同的负载条件下保持稳定、高效的运行。
本说明书的目的是介绍汽轮机的运行参数调节相关的知识,帮助使用者了解调控系统的重要性,以及如何正确地操作和维护汽轮机调节系统。
第二节:调节系统的结构和原理汽轮机调控系统主要由控制器、电液执行机构和调速阀三个部分组成。
其中,控制器通过测量发电机转速、负载电流和调节器的开度等参数,来判断汽轮机的负载变化。
然后,它根据这些参数计算出负载需求的相应值,并通过电液执行机构调整调速阀的开度来实现负载的控制。
调速阀的位置可以通过电动油泵或液压泵进行控制,从而控制汽轮机的负载。
第三节:调节系统的性能要求调节系统在实际运行中,需要满足高精度、高可靠性、高稳定性和高响应速度等多个方面的要求。
其中,高精度要求系统能够保持较高的调控精度;高可靠性要求系统具有较强的抗干扰能力,能够克服环境变化和机械损耗等因素对系统的影响;高稳定性要求系统能够在长时间运行条件下保持稳定状态;高响应速度要求调节系统能够快速响应负载变化,并及时调整汽轮机的负载状态。
第四节:调节系统的操作和维护调节系统的操作和维护是确保汽轮机正常运行的关键环节。
在操作方面,首先需要对调节系统的结构和原理进行了解,并掌握相关的操作流程。
其次,需要定期对汽轮机进行巡检和维护,并及时处理出现的故障。
对于常见的故障,使用者可以参考遥控系统、自动调节系统或者人机接口操作系统等相关手册进行故障排除,确保调节系统的正常运行。
第五节:总结汽轮机调节系统是汽轮机的重要组成部分之一,能够对汽轮机的运行参数进行精确、高效的调控。
在实际使用过程中,正确地操作和维护调节系统是非常重要的,可以确保汽轮机的正常运行和延长使用寿命。
本说明书介绍了汽轮机调节系统的相关知识,以期对使用者的工作有所帮助。
汽轮机的轴系说明书一、引言汽轮机是一种重要的热动力机械设备,广泛应用于电力、石化、冶金等工业领域。
作为汽轮机的核心部件,轴系的设计和使用对于汽轮机的工作效率和可靠性至关重要。
本说明书将详细介绍汽轮机的轴系构成、工作原理和注意事项,旨在指导使用者正确使用和维护汽轮机的轴系。
二、轴系的构成汽轮机的轴系主要由转子、轴承、飞轮和联轴器等组成。
轴系构成的合理设计和精心制造对于汽轮机的工作稳定性和寿命有着重要影响。
1. 转子汽轮机的转子是轴系的核心部件,用于转动轴系并输出动力。
转子通常采用铸造或锻造工艺制造,具有一定的强度和刚度,以承受高速旋转时的离心力和惯性力。
转子的几何形状和质量分布需要进行精确计算和优化设计,以保证转子的平衡性和稳定性。
2. 轴承汽轮机的轴承起到支撑和导向转子的作用,保证转子在高速旋转中的稳定性和相对运动的顺畅。
轴承的选型与安装对于汽轮机的可靠性和寿命有着重要的影响。
常见的轴承类型包括滚动轴承和滑动轴承,其选用应根据转子转速、载荷和环境条件等因素进行合理评估。
3. 飞轮汽轮机的飞轮用于平衡转子的惯性力和存储机械能。
飞轮的重量和几何形状需要根据汽轮机的工作参数进行合理设计,以确保转子在工作过程中的稳定性和动态性能。
4. 联轴器联轴器用于连接汽轮机的转子与外部传动装置,传递动力和转矩。
联轴器的选型和安装要考虑转子和传动装置的工作特点和要求,以及轴系之间的对中误差和传递效率等因素。
三、轴系的工作原理汽轮机的轴系工作原理是将燃气与工作介质之间的热能转换为机械能,并输出到外部传动装置。
具体工作原理如下:1. 热能输入汽轮机通过燃气的燃烧将燃料的化学能转化为热能,然后将热能输入到汽轮机的燃烧室中。
在燃烧室内,热能将工作介质(通常为水蒸汽)加热并转变为高温高压的气体。
2. 转子旋转高温高压气体通过喷嘴或喷管进入汽轮机的转子部分。
在喷嘴或喷管的作用下,气体对转子产生推力,驱动转子高速旋转。
同时,气体也会在转子上释放一部分热能,引起温度和压力的降低。
汽轮机轴系中心调整计算分析汽轮机的轴系中心调整是指在汽轮机运行过程中,对轴系中心的位置进行调整,使各旋转部件的轴心在同一条直线上,以减少轴系的偏载和不平衡,提高汽轮机的运行效率和可靠性。
一般来说,汽轮机的轴系中心调整包括两个方面的内容,即静态中心调整和动态中心调整。
静态中心调整是在汽轮机停车状态下进行的,通过精确测量各旋转部件的轴心位置,确定轴系中心的实际位置。
具体的调整方法可以采用传统的观测方法,即测量旋转部件的轴心位置,并计算其相对于基准位置的偏差量。
通过对偏差量的累积计算,确定轴系中心的实际位置,并进行相应的调整。
动态中心调整是在汽轮机运行状态下进行的,通过分析轴系的振动和不平衡情况,进一步调整轴系中心的位置。
具体的调整方法可以采用激光振动测量仪等高精度测量设备,对轴系的振动和不平衡进行实时监测和分析。
通过对振动和不平衡的幅值、频率等参数进行分析,确定轴系中心的实际位置,并进行相应的调整。
在进行汽轮机轴系中心调整的过程中,需要注意以下几个方面的问题。
首先,要对汽轮机的结构和工作原理有一个清楚的了解,以了解各旋转部件的结构和运动规律。
其次,要选择合适的测量仪器和设备,以确保测量的准确性和可靠性。
同时,要制定详细的调整方案和工作流程,保证调整过程的顺利进行。
最后,要对调整结果进行验证和评估,以确保调整效果的达到预期目标。
总之,汽轮机轴系中心调整是汽轮机运行过程中的一项重要工作,它关系到汽轮机的稳定运行和轴系的寿命。
通过对汽轮机轴系中心调整的计算分析,可以提高该工作的效率和准确性,进一步优化汽轮机的运行状态,提升其性能和可靠性。
汽轮机的运行参数监测说明书1. 引言汽轮机是一种广泛应用于电力、航空、石化等行业的重要设备。
为了保障汽轮机的安全稳定运行,对其运行参数进行监测是非常必要的。
本文将介绍汽轮机的运行参数监测方法以及具体步骤。
2. 监测方法汽轮机的运行参数监测方法有多种,包括现场监测和远程监测两种方式。
其中,现场监测是指在汽轮机现场进行参数监测与诊断;远程监测是指通过远程通信手段获取汽轮机的运行数据,然后进行处理与分析。
2.1 现场监测现场监测主要包括以下几个方面:2.1.1 连接监测设备连接监测设备是进行现场监测的第一步。
通常情况下,监测设备包括振动传感器、温度传感器、转速传感器等,这些传感器可以通过有线或无线方式与汽轮机相连。
2.1.2 设置测点为了获取更加准确的数据,需要在汽轮机上设置多个测点,包括高、中、低压缸和前、后轴承等位置。
这些测点的设置需要考虑多个因素,如测点的稳定性、易于安装以及对汽轮机运行影响的程度等。
2.1.3 监测数据采集设置好测点后,需要进行数据采集。
通过连接的监测设备获取汽轮机传感器采集到的数据,并实时显示在监测设备上,如震动图谱、温度曲线等。
2.1.4 进行数据处理获取数据后,需要对其进行处理与分析。
这里涉及到多个方面,比如基于FFT的频域分析、时域分析等。
处理后的数据可以用于汽轮机运行状态评估、故障诊断等方面。
2.2 远程监测远程监测主要包括以下几个方面:2.2.1 数据采集采用远程监测方式,需要设置好汽轮机的数据采集系统,通过该系统获取汽轮机传感器采集到的数据。
不同于现场监测,远程监测是基于各种通信手段实现数据的传输,包括有线通信和无线通信两种方式。
2.2.2 数据传输获取数据后,需要对数据进行传输。
这里需要根据实际情况选择合适的通信手段,如以太网、RS232、GPRS等。
数据传输需要考虑数据的安全性与完整性,避免数据传输过程中被篡改或遗漏。
2.2.3 数据处理远程监测中的数据处理方式与现场监测类似,比如基于FFT的频域分析、时域分析等。
汽轮机运行中几个重要指标的监控一、监视段压力的监督在凝汽式汽轮机中,除最后一、二级外,调节级汽室压力和各段抽汽压力均与主蒸汽流量成正比例变化。
根据这个原理,在运行中通过监视调节级汽室压力和各段抽汽压力,就可以有效地监视通流部分工作是否正常。
因此,通常称各抽汽段和调节级汽室的压力为监视段压力。
制造厂已根据热力和强度计算结果,给出高压汽轮机在额定负荷下,蒸汽流量和各监视段的压力值,以及允许的最大蒸汽流量和各监视段压力。
由于每台机组各有自己的特点,所以即使是对相同型号的汽轮机,在同一负荷下的各监视段压力也不完全相同。
因此,对每台机组来说,均应参照制造厂给定的数据,在安装或大修后,通流部分处于正常情况下进行实测,求得负荷、主蒸汽机流量和监视段压力的关系,以此作为平时运行监督的标准。
如果在同一负荷(流量)下监视段压力升高,则说明该监视段以后通流面积减少,多数情况是结了盐垢,有时也会由于某些金属零件碎裂和机械杂物堵塞了通流部分或叶片损伤变形等所致。
如果调节级和高压缸各抽汽段压力同时升高,则可能是中压调速汽门开度受到限制。
当某台加热器停用时,若汽轮机的进汽量不变,则将使相应抽汽段的压力升高。
监视段压力,不但要看其绝对值的升高是否超过规定值,还要监视各段之间的压差是否超过规定值。
如果某个级段的压差超过了规定值,将会使该级段隔板和动叶片的工作应力增大,从而造成设备的损坏事故。
汽轮机结垢时要进行清洗,加热器停用时,要根据具体情况决定是否需要限制负荷以及限制负荷的具体量值。
若通流部分损坏时应及时修复,暂不能修复时,也要考虑在必要时适当地限制汽轮机的负荷。
二、轴向位移及轴瓦温度的监控1、轴向位移汽轮机转子的轴向位移。
轴向位移指标是用来监视推力轴承工作状况的。
作用在转子上的轴向推力是由推力轴承担的,从而保证机组动静部分之间可靠的轴向间隙。
轴向推力过大或推力轴承自身的工作失常将会造成推力瓦块的烧损,使汽轮机发生动静部分碰磨的设备损坏事故。
汽轮机数据检测汽轮机数据检测是站在技术层面对汽机大修做出指导,数据检测这项工作做得好坏与否将直接影响汽机大修质量。
下面将对汽机大修中所涉及到的重要数据检测作出说明。
1、转子跳动量检测转子跳动量检测是整个汽机数据检测中最为重要的一项,检测结果将作为判断转子是否仍可继续使用的重要依据,因此在做此项工作时务必做到认真仔细。
按哈汽厂所提供的检测依据,整个转子总共有99个检测点,但在大修时并不需要将所有点都检测一遍,而只需检测几个关键部位即可。
因为如果转子发生变形,将首先影响几个关键部位,如关键部位检测数据正常,则可认为转子正常。
具体检测点为:机头小轴、轴颈(两处)、推力盘、速度级、第八级叶片、第九级叶片、末级叶片和联轴器。
见下图:图片29:转子跳动量测点图片30:转子跳动量测点图片31:转子跳动量测点图片32:转子跳动量测点图片33:转子跳动量测点以上图片只显示了部分测点(详细测点可参见哈汽厂所提供的《汽轮机证明书》),在实际检测过程中,除轴颈只需测径向跳动外,其余各处均需测径向跳动和端面跳动。
这里需要说明的是转子的跳动量总共需测两次:一次为修前数据,在第一次揭大盖后测量;一次为修后数据,在最后一次扣大盖前测量。
如两次所测得的数据中,有某些点的数据相差较大且超出允许值,则需认真查找原因。
测时,先测径向跳动。
测量开始前,需先将转子沿圆周方向等分为8份,并与某一级叶片上(如速度级)标出相应数字,以作为盘转子时的参照依据。
见下图:图片34:转子等分标记然后将各表针对零,并统一各百分表小表的读数。
准备工作完毕即可开始盘转子,转子旋转方向为顺时针(从机头看),在盘的过程中用木棍将转子向机头方向顶,以免转子旋转过程中轴向窜动量过大而损坏叶片。
见下图图片35:撬转子然后依次记录下各点所对应的百分表读数。
当转子回到起始位置时,百分表读数应回零。
下面以本次大修中1#轴颈的实测数据为例,来说明如何对所测得的原始数据进行分析。