轴系监测.ppt

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汽轮机轴系监测第一章第一章概概述述一监测的意义TSI系统监测的参数包括：

胀差缸胀偏心温度转速，相位轴向位移轴振,瓦振阀位置二二监视和保护的项目包括：

监视和保护的项目包括：

1凝汽器真空低保护；2润滑油压低保护；3超速保护；4转子轴向位移保护；5转子与汽缸的胀差监视；6汽缸热膨胀监视；7汽轮机振动监视；8大轴弯曲（偏心度）监视；9油箱油位监视；10轴承温度与润滑油温度监视；11推力瓦温度监视；12汽缸应力监视；13汽轮机各部件温差监视等第二章汽轮机故障发生的原因、危害及应采取的监视保护措施第一节汽轮机转子发生窜动的原因、危害及保护措施汽轮机在工作过程中会产生大的轴向推力,为保证机组安全运行,必须合理平衡轴向推力推力轴承-平衡轴向推力,确定转子的轴向位置,保证动静部件的轴向间隙（转子的轴向定位：

推力轴承和转子推力盘）一轴向位移监视的目的保证动静部件的轴向间隙,防止出现轴向碰磨为监视汽轮机转子的轴向位移变化情况，装有轴向位移监视保护装置。

当轴向位移达到限值时，保护装置发出报警信号，提醒运行人员及时采取措施。

当轴向位移达到危险值时，保护装置动作，汽轮机跳闸，立即停机，以保障汽轮机组设备的安全。

二、汽轮机转子发生窜动的原因二、汽轮机转子发生窜动的原因汽轮机在启停和运行中，转子有可能发生向前或向后的窜动。

1汽轮机转子向前窜动的原因

（1）机组突然甩负荷，出现反向轴向推力。

（2）高压轴封严重损坏，调节级叶轮前因凝汽器抽吸作用而压力下降时，出现反向轴向推力。

2汽轮机转子向后窜动的原因

（1）转子轴向推力增大，推力轴承过负荷，使油膜破坏，推力瓦块乌金烧熔。

（2）润滑油系统上由于油压过低,油温过高等缺陷，使油膜破坏，造成推力瓦块乌金烧熔。

3汽轮机转子上的轴向推力汽轮机转子上的轴向推力在正常运行情况下，汽轮机转子上所受的轴向推力包括三方面：

（1）由于转子的挠度不同而产生的转子重力沿轴向的分力。

（2）转子上各叶轮、动叶片及转毂阶梯上前后的蒸汽压力差所产生的轴向推力。

（3）蒸汽进出各动叶片时的速度沿轴向的分速度差所产生的轴向推力。

轴向推力的平衡4汽轮机转子轴向推力增大的原因汽轮机转子轴向推力增大的原因

（1）汽轮机发生水冲击

（2）隔板轴封间隙增大（3）动叶片结垢（4）叶片断裂（5）新蒸汽温度急剧下降（6）真空下降（7）汽轮机超负荷运行或机组负荷、蒸汽流量突变（8）推力瓦磨损（9）机组轴向振动异常。

.三、汽轮机转子轴向位移大的危三、汽轮机转子轴向位移大的危害和保护措施害和保护措施汽轮机转子轴向推力增大，会导致推力瓦块乌金烧熔。

转子发生窜动，轴向位移增大，汽轮机内部转动部件与静止部件之间的轴向间隙消失，因而动、静部件发生摩擦和碰撞，将造成严重损坏事故处理:

运行中发现轴向位移异常时，应立即检查推力瓦温度是否升高，机内是否有异音，润滑油压、油温是否正常，机组振动是否正常，蒸汽参数、凝汽器真空是否正常等。

若为这些参数异常引起，应调整各参数至正常。

适当降低机组负荷，使轴向位移及回油温度、推力轴承温度恢复正常。

若为叶片断裂或汽机水冲击引起，立即紧急停机。

轴向位移上升到极限值而保护不动作时，应紧急停机。

装设汽轮机轴向位移监视保护装置在汽轮机运行时，监视转子的轴向位移变化情况，也就是监视推力瓦块乌金磨损情况，一旦由于轴向推力突然增大或润滑油膜破坏推力轴承发生烧瓦故障，转子轴向位移超过允许极限值时，轴向位移保护装置动作，推力间隙：

推力瓦块就位后，推力盘轴向上能够来回移动的位移轴向位移：

运行中，转子推力盘相对于推力瓦的轴向位置的变化值，推力盘靠在工作面上时轴向位移为0,正向为从高压端至低压端方向,200MW机组轴向位移保护，正向1.0发信号，1.4动作；负向0.5发信号，1.0动作。

（1.4+1.0l，测量需用千分表（1/1000mm）计算值最大轴弯曲处为两轴承的中间处，实际最大轴弯曲处为调节级或中压缸第一级处，上述算法偏于安全运行规程对弯曲的限制：

fu不得大于0.02mm（0.04）。

依据：

fu对应的fmax必须小于隔板汽封间隙考虑过临界转速时的振动值0.40mm。

验收规范：

如冷态最大弯曲0.05mm,必须直轴，0.05mm则需重做高速动平衡。

控制弯曲的基本措施做好动平衡；严禁在转子静止状态下进汽；控制振动，防止碰摩；控制蒸汽温升率。

弯曲和振动的互激弯曲加大振动振动引发碰摩局部加热弯曲增大第四节汽轮机缸胀、胀差大的原因、危害及监视措施汽轮机的滑销系统一）滑销系统的基本结构1）纵销位置：

轴承座底部和台板之间结构：

轴承座底部和台板开矩形纵向槽，中间装入长条形销（键）作用：

限制轴承座横向运动，确保轴承座在汽缸膨胀推动下严格地沿纵向移动。

2）横销汽缸支撑横销：

猫爪横销或（低压缸与基座）位置：

轴承座上端面、汽缸两端结构：

轴承座上端面开矩形横向槽，汽缸两端支撑处加工成横向长条形或开槽，配销作用：

引导汽缸横向膨胀，限制汽缸、轴承座之间的纵向相对运动确保膨胀中不发生纵向偏斜。

轴承座底部横销位置：

轴承座底部和台板之间结构：

轴承座底部和台板开矩形横向槽，中间装入长条形销（键）作用：

限制轴承座纵向运动，和横销共同锁死轴承座。

3）立销位置：

轴承座纵向内端面中心处（横向）、汽缸两端中心处（横向）。

结构：

轴承座纵向内端面中心处（横向）焊T形销，汽缸前端中心（横向）处焊U形槽作用：

限制汽缸、轴承座之间中心的相对运动,引导汽缸上下自由膨胀4）角销位置：

前轴承座底部纵向凸出边沿上结构：

类似角铁状，压在轴承座底部纵向凸出边沿上作用：

防止前轴承座纵向滑动过程中翘起，确保座底面与台板紧密接触，轴承中心线与地面平行，转子中心线与地面平行.5）斜销位置：

低压缸撑脚和基座之间结构：

撑脚和基座开槽，配销作用：

引导低压缸横向、纵向膨胀的叠加,起导向作用，斜销的滑动面通过死点。

二汽缸的支撑与滑销系统

（一）汽缸的支撑高,中压汽缸的支撑：

猫爪支撑：

上猫爪支撑下猫爪支撑上猫爪支撑结构-猫爪横销二）滑销系统的作用确定汽轮机各个方向的位置，保证转子和汽缸（轴承座和台板）间同心。

确保机组能够在各个方向自由膨胀，而中心线的位置保持不变。

三）单缸汽轮机的滑销系统和热膨胀滑销系统汽缸的热膨胀转子的热膨胀绝对死点相对死点四）汽轮机的滑销系统和热膨胀滑销系统汽缸的热膨胀转子的热膨胀绝对死点相对死点前轴承座的轴向位置表示高中膨胀之和，测得的轴向膨胀为机组的绝对膨胀测点的布置600MW汽轮发电机组滑销系统北仑港：

北仑港：

汽缸有三个死点，分别设在低压缸（A）、（B）排汽口和3#轴承箱底部的中心线上；高、中压外缸下半底部设有轴向导向键，通过上猫爪滑动支撑在轴承箱上，高、中压缸之间和高压缸与推力轴承之间各设有两根推拉杆（推拉杆内可通油冷却，以减小其自身的膨胀）膨胀过程中轴承箱不动（避免与其相联接的油管路的位移），高、中压缸滑动；其中中压缸膨胀以其后端下猫爪底部的的凸肩为死点，通过推拉杆推动高压缸，而高压缸又带着推力轴承移动，以保证高压缸动静间隙的正常。

中压缸设计绝对膨胀11.7mm，高中压缸25.9mm在4#轴承座两边，低压缸伸出的搁脚与台板通过弹性板焊死，形成死点以维持凝汽器中心线位置不变。

高压胀差探头位于前轴承箱后侧中压胀差探头位于3#轴承箱后侧低压缸胀差探头位于8#轴承处胀差、轴向位移和振动的测量探头与转子间的安装间隙均为：

1.2+/-0.1mm。

（三）转子对汽缸的相对膨胀1）胀差的定义：

启动、停机过程中因为转子、汽缸的质面比和加热条件不同导致的轴向热膨胀的差值。

2）胀差的危害：

动、静部分轴向间隙减小。

正胀差和负胀差3）胀差的计算：

l相对=l转子-l汽缸=l（t转子-t汽缸）=l（t转子-t汽缸）4）胀差的特征：

推力盘处为0，离推力盘越远，胀差越大。

5）汽轮机结构设计：

离推力盘越远，隔板、叶轮轴向间隙越大。

6）转子轴向热膨胀的相对死点：

推力瓦7）胀差的测量：

各缸轴承处，测量转子和轴承（汽缸）之间位移。

冷态推力盘靠在非工作面上时为0，转子多膨胀为正，多收缩为负。

8）轴向位移和胀差的比较：

轴向位移有变化时，胀差有同样数值的变化；胀差有变化时，轴向位移不一定有变化，可利用胀差指示推断轴向位移指示是否正确。

9）影响胀差的因素分析a）负荷变化的影响：

开机，转速、负荷上升速度快，则D快，换热强烈，T（转子、汽缸），正胀差；停机，负荷速度快，则蒸汽温度快，T（转子、汽缸），负胀差。

b）主蒸汽温度升（降）速度：

开机，T快，则正胀差；停机，T速度快则负胀差。

暖机汽缸和转子的温差取决于蒸汽温升（降）速度c）轴封供汽温度：

冷态开机，T（汽、金属）越大，局部正胀差越大；合理使用法兰加热装置热态开机，T（汽）低于T（金属）越多，则局部负胀差越大。

主汽温度下降，未及时倒换汽源，局部负胀差局部胀差的危害：

轴端汽封轴向磨损。

危险性在于无检测、指示。

d）轮盘摩擦鼓风效应停机过程中，低负荷、小流量长时间运行，则中、低压缸内叶轮摩擦产生热量（线速度大）。

加热转子，正胀差；e）排汽温度（真空）排汽温度，低压缸T，转子露在外面不受影响低压缸负胀差。

冲转过程：

D，正胀差滑参数停机过程：

负胀差f）泊松效应启动，离心力使转子缩短，负胀差效应。

停机，离心力减小使转子缩短，正胀差效应。

11）胀差保护动作值的依据离推力盘最远，离胀差测点最近处的轮盘、隔板冷态轴向间隙（推力盘靠在工作面上时）汽缸绝对膨胀计算第五节第五节汽轮机轴承故障的原因、汽轮机轴承故障的原因、危害性和保护措施危害性和保护措施支持轴承,推力轴承支持轴承-支持转子,确定转子的径向位置,保证动静部件的径向间隙推力轴承-平衡轴向推力,确定转子的轴向位置,保证动静部件的轴向间隙转子的径向定位：

台板、轴承座、轴承和转子。

必须保证轴承和转子同心。

转子的轴向定位：

推力轴承和转子推力盘推力盘.工作时必须连续不断地给轴承供给压力、温度合乎要求的润滑油，建立良好的油膜。

这一方面是为了润滑轴承，在轴颈与轴瓦之间及推力盘与推力瓦之间形成油膜，以避免金属间直接接触，防止轴与轴瓦磨损甚至烧毁；另一方面，也是为了冷却轴承，以带走由汽轮机内传到轴颈上的热量和轴承工作产生的热量，避免轴承内温度过高而发生乌金熔化一汽轮机轴承发生故障的原因转子轴向推力增大润滑油系统存在缺陷致使油膜破坏而引起轴承故障汽轮机轴承或推力轴承故障汽轮机支撑轴承故障，主要反映在轴承金属温度升到120以上，回油温度升到80以上，导致轴承乌金烧坏。

运行中，发现汽轮机轴承温度升高，应立即检查润滑油系统，确认润滑油温、油压正常，观察轴承回油情况，听轴承工作声音，发现问题，尽快消除。

如果汽轮机轴承温度升高很快，且原因不明无法消除，当轴承金属温度升高到120，汽机自动脱扣，否则，应手动停机，同时手动破坏真空。

汽轮机推力轴承故障，主要是推力轴承温度升高到120以上

（一）转子轴向推力过大

（二）润滑油系统缺陷1润滑油压过低润滑油压过低2润滑油温过高润滑油温过高3润滑油中断润滑油中断4油质不良油质不良5润滑油中有水润滑油中有水6轴瓦与轴之间间隙太大轴瓦与轴之间间隙太大7乌金脱落乌金脱落二汽轮机轴承发生故障的危害和保护措施轴瓦乌金烧熔,转子局部轴径受热弯曲,振动增大推力轴承推力瓦乌金烧熔,转子串动,轴向位移增大,轴向动静碰磨出现烧瓦事故时,润滑油温度,瓦温升高,油膜压力降为0推力瓦乌金的厚度一定小于最小的轴向动静间隙监视保护措施1.各轴承乌金温度2.各轴承油膜压力3.润滑油压力4.润滑油的温度保护措施:

轴向位移保护润滑油压力低报警润滑油压和轴瓦温度润滑油压应重点监视励磁机端部轴承油压，因为该瓦离油泵最远。

下列之一，立即停机：

轴承回油温度超过75度或突然上升到70度；（65度）乌金温度超过90度；（85度,95度）回油温度升高，轴承冒烟；若润滑油压低于规定值，但启动交、直流油泵无效。

汽轮机润滑油压降低检查:

（1）汽轮机主油泵无故障。

（2）汽轮机润滑油系统无大量漏油。

（3）汽轮机主油箱油位不低，主油泵吸入高度足够。

（4）汽轮机润滑油等压阀工作正常。

（5）汽轮机润滑油冷油器工作正常，油温不高。

第六节第六节凝汽器真空下降的原因、凝汽器真空下降的原因、危害性和保护措施危害性和保护措施一、凝汽器真