轴向位移及轴瓦温度的监控知识分享
轴向位移及轴瓦温度的监控知识分享
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。
汽轮机汽温低或汽缸进水时会产生巨大的轴向推力，对于高中压缸反向布置的再热机组来说，由于发生水冲击事故时，瞬间增大的轴向推力是发生在高压缸内，即轴向推力方向与高压缸内汽流方向一致，因此推力瓦的工作面将承受巨大的轴向作用力。
当再热蒸汽温度降低或中压缸进水时则推力的作用方向和中压缸的蒸汽流向一致，这时推力瓦的非工作面将承受巨大的轴向作用力。此外，真空低或通流部分结垢时也会使轴向推力发生较大的变化。
机组运行中，发现轴向位移增加时，应对汽轮机进行全面检查、倾听内部声音，测量轴承振动，同时注意监视推力瓦块温度和回油温度的变化，一般规定推力瓦块乌金温度正常不允许超过85℃，推力瓦块乌金温度超过107℃，应果断停机，回油温度不允许超过71℃，当温度超过规定的允许值时，即使串轴指示不大，也应减少负荷使之恢复正常。若串轴指示超过允许值，引起保护动作掉闸时，应立即要求发电机解列停机。当串轴指示值超过允许值，而保护拒绝动作时，要认真检查、判断，当确认指示值正确时则应迅速采取紧急停机措施。
汽轮机运行中轴向推力增大的主要原因有：
(1)汽温、汽压下降;
(2)隔板轴封间隙因磨损而增大;
(3)蒸汽品质不良，引起通流部分结垢;
(4)发生水冲击事故;
2、轴瓦温度
汽轮机轴在轴瓦内高速旋转，引起了透平油和轴瓦温度的升高。轴瓦温度过高时，将威胁轴承的安全。通常采用监视润滑油温升的方法来间接监视轴瓦的温度。因为轴瓦温度升高，传给润滑油的热量也增多，润滑油的温升也就增大。一般润滑油的温升不得超过10～15℃。但仅靠润滑油温升来反映轴瓦的工作状况不仅迟缓，而且很不可靠，往往轴瓦已经烧毁，回油温度却还没有显著变化，尤其是推力轴瓦，更不显著。因此，最好的方法是直接监视轴瓦的乌金温度，汽轮机各轴承回油温度正常不超过77℃，超过113℃就应该果断停机。为了使轴瓦正常工作，对轴承的进口油温作了明确的规定，一般各轴承的进口油温为38～45℃。
三、主蒸汽参数
在汽轮机正常运行中，不可避免地会发生蒸汽参数短暂地偏离额定值地现象。当偏离不大，没有超过允许范围时，不会引起汽轮机部件强度方面地危险性，否则，会引起运行可靠性和安全性两个方面地问题。
当初始压力和排汽压力不变时，主蒸汽温度变化使得整个热循环热源温度变化，循环热效率变化。主蒸汽温度升高，机内理想焓降增大，做功能力增强。相反，主蒸汽温度降低时，做功能力降低，效率降低。
在调节汽门全开的情况下，随着初温的升高，通过汽轮机的蒸汽流量减少，调节级叶片可能过负荷。随着温度升高，金属的强度急剧降低。另外，在高温下金属还会发生蠕变现象。所以猛烈的过载或超温对它们都是很危险的，目前，制造厂都规定了温度高限，一般不超过额定汽温5～8℃。
在调节汽门开度一定时，初温降低则流量增大，调节级焓降减少，末级焓降增加，末级容易过负荷;另外，初温降低，则排汽湿度增大，增大了末级叶片的冲蚀损伤;初温降低，还会引起轴向推力的增大。因此初温降低，不仅影响机组运行的经济性，而且威胁机组的安全运行。为保证安全，一般初温低于额定值15～20℃时，应开始减负荷。
在调节汽门开度一定时，当初温和背压不变而初压升高时，汽轮机所有各级都要过负荷，其中末级过载最严重，同时初压升高对汽轮机管道及其他轴压部件的安全性也会造成威胁。初压降低时，不会影响机组的安全性，但机组出力要降低。因此，运行中主蒸汽压力的要求按机组规定压力运行，特别是滑压运行机组要严格按照变压运行曲线维持机组运行。
从机组经济性方面来看，当主蒸汽压力、排汽压力不变，而蒸汽温度升高时，蒸汽的比体积相应增大，若调节汽门开度不变，则进汽量相应减少，此时，蒸汽在高压缸的理想比焓降稍有增加，高压缸功率与主蒸汽温度的二次方根成正比，但中、低压缸的功率，因再热汽流量和中、低压缸理想比焓减少而减少，因高压缸 功率占全机比例较小(约为1/3)，全机功率相应减小。此时，蒸汽在锅炉内的平均吸热温度升高，而是循环热效率相应增加，故机组的热耗率相应降低。若主蒸汽温度降低，则反之。
当主蒸汽温度、排汽压力不变，而主蒸汽压力变化时，将引起汽轮机进汽量、理想比焓降和内效率的变化。主蒸汽压力变化不大时，相对内效率可以认为不变。若调节汽门开度不变，则对于凝汽式机组或调节级为临界工况的机组，其进汽量与主蒸汽压力成正比，故汽轮机功率变化与主蒸汽压力的变化成正比。当主蒸汽压力降低时，蒸汽在锅炉内的平均吸热温度相应降低，机组的热循环效率也相应降低，而使其热耗率相应增大。功率随压力降低而减少。若主蒸汽压力升高，则反之。
当主蒸汽参数和排汽压力不变，而再热蒸汽温度升高时，在热汽比体积相应增加，同时中、低压缸内的理想比焓降也相应增加，故中、低压缸功率增大。另外，随着再热蒸汽汽温升高，低压缸排汽湿度会相应降低，则低压缸效率相应提高。有由于再热蒸汽温度的升高，蒸汽在锅炉内的平均吸热温度必然升高，这使得机组的循环热效率提高，热耗率降低。若再热蒸汽温度降低，则反之。
主蒸汽参数变化，均将引起汽轮机进汽量相应的变化，从而使在热蒸汽流量或再热蒸汽流动阻力改变，由此引起再热蒸汽压力变化。若再热蒸汽温度不变，而再热压力降低且排汽压力未变，则中、低压缸的流量和理想焓降多减少，排汽湿度随再热压力降低而有所降低，虽然这可使低压级的相对内效率增大，但综合的结果，汽轮机中、低压缸的效率相应减少。另外，再热蒸汽在锅炉再热器中的平均吸热温度相应降低，且排汽比焓相应增加，从而使机组热耗率相应增大。若再热蒸汽压力升高，则反之。