机组轴向推力方向

#6机组轴向位移正向高报警原因分析与对策处理王纪刚

#6机组轴向位移正向高报警原因分析与对策处理王纪刚发布时间：2023-06-03T08:38:20.499Z 来源：《中国科技信息》2023年6期作者：王纪刚[导读] 江苏射阳港发电有限责任公司660MW汽轮机的推力轴承与支持轴承分开，位于高中压缸与低压缸A之间，采用倾斜平面式双推力盘结构，这种结构的推力轴承由沿圆周方向的10条油槽将推力瓦面分割10个扇形瓦块，每块沿圆周方向倾斜，以保证瓦块内径处的润滑流量均匀，轴向推力通过推力盘直接作用在推力轴承的工作面或非工作面上，传递给组装在推力盘轴承的瓦块上，经瓦块的支承块、平衡块、基环、推力轴承的外壳传递到机座上。

射阳港发电有限责任公司江苏盐城 224346摘要：江苏射阳港发电有限责任公司660MW汽轮机的推力轴承与支持轴承分开，位于高中压缸与低压缸A之间，采用倾斜平面式双推力盘结构，这种结构的推力轴承由沿圆周方向的10条油槽将推力瓦面分割10个扇形瓦块，每块沿圆周方向倾斜，以保证瓦块内径处的润滑流量均匀，轴向推力通过推力盘直接作用在推力轴承的工作面或非工作面上，传递给组装在推力盘轴承的瓦块上，经瓦块的支承块、平衡块、基环、推力轴承的外壳传递到机座上。

如果汽轮机轴向推力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，严重时还会造成更大的设备损坏事故。

轴向位移报警严重影响机组的安全稳定运行。

本文针对东汽660MW机组轴向位移出现正向高报警的原因进行综合分析，同时也总结了一些对策措施和建议。

关键词：轴向位移正向报警原因分析对策处理0.引言江苏射阳港发电有限责任公司660MW超超临界机组是东方汽轮机厂生产的，在汽轮机运行过程中中，推力承轴承担汽流在其通道中流动时所产生的轴向推力。

不同负荷下，轴向推力的大小不同的，推力承轴在受压时产生的弹性变形也不同。

在运行中，我们将位移数值和准值相比较，从而判断机组运行是否正常。

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。

推力滚子轴承使用方向

推力滚子轴承使用方向推力滚子轴承是一种特殊类型的滚动轴承，其主要作用是承受来自轴向方向的载荷。

在工业机械中，推力滚子轴承经常被使用在需要承受高轴向载荷的场合，例如涡轮机、风力发电机和大型机床等。

推力滚子轴承的使用方向对于其性能和寿命具有重要影响。

正确的使用方向可以确保轴承在工作时能够充分发挥其承载能力，并减少因载荷方向错误而引起的轴承损坏。

下面将详细介绍推力滚子轴承的使用方向及其相关注意事项。

1. 轴向载荷的方向：推力滚子轴承主要承受轴向方向的载荷，因此在安装时需要确保载荷的方向正确。

通常情况下，推力滚子轴承的内圈面朝向轴承轴线的方向为正向，外圈面背离轴承轴线的方向为负向。

因此，在安装时应将轴承的内圈朝向正向载荷，外圈朝向负向载荷。

2. 限制轴向位移：推力滚子轴承通常需要限制轴向位移，以确保机器的稳定性和精度。

在安装时，应根据具体的工作要求选择适当的限位装置，如轴承垫片、轴承座或轴承外圈端面等。

这些限位装置可以有效地限制轴向位移，从而保护轴承不受过大的轴向力。

3. 润滑方式：推力滚子轴承的润滑方式对其使用寿命和性能有着重要影响。

根据具体的工作条件和要求，可以选择干摩擦润滑或液体润滑。

干摩擦润滑适用于低速、轻载或干燥环境下的推力滚子轴承，而液体润滑适用于高速、重载或潮湿环境下的推力滚子轴承。

在安装时，应按照润滑要求正确选择润滑方式，并定期进行润滑维护。

4. 温度控制：推力滚子轴承在工作过程中会产生一定的摩擦热量，如果温度过高可能会导致轴承损坏。

因此，在安装时需要注意控制轴承的工作温度。

可以通过选择适当的润滑方式、优化轴承的密封结构、增加散热装置等方式来控制轴承的温度。

5. 维护保养：推力滚子轴承的维护保养对于延长轴承的使用寿命至关重要。

在安装完成后，应按照厂家提供的使用说明书进行正确的维护保养。

包括定期清洁轴承和润滑部件、检查轴承的磨损和损坏情况、及时更换磨损严重的零部件等。

推力滚子轴承的使用方向对于其性能和寿命具有重要影响。

汽轮机轴向推力的主要平衡手段

汽轮机轴向推力的主要平衡手段说到汽轮机，大家可能会想起那轰隆轰隆的巨型机器，它们在发电厂里转啊转，不停地把热能变成电能。

但你知道吗，这些看起来威风八面的汽轮机，背后也有不少“秘密武器”来确保它们能平稳运行。

今天，我们就聊聊汽轮机轴向推力的平衡手段——说白了，就是如何让这些庞然大物保持平衡，不至于让它们在工作的时候东倒西歪。

1. 轴向推力的由来1.1 轴向推力是什么？首先，咱们得搞明白什么是轴向推力。

简单来说，就是汽轮机在工作时，内部的气体压力会推着轴向前或向后移动。

就像你推一辆车，车子会向你推回来一样，这个推力也会作用在汽轮机的轴上。

不过，汽轮机的轴可不简单，它不仅要承受这些推力，还得保持平稳，不让机器发生什么意外。

1.2 为什么要平衡？你可能会问，轴向推力的平衡有什么重要的？要知道，如果轴向推力不平衡，汽轮机的轴就会“晃荡”起来，就像一只飞盘在空中不稳定，最后搞不好会导致机器损坏，甚至停机。

所以，平衡推力就显得尤为重要。

想象一下你在玩蹦床，如果重心不稳，不用多久你就会摔下去，汽轮机也是同样的道理。

2. 主要的平衡手段2.1 推力轴承首先，最常见的手段就是推力轴承。

推力轴承就像是汽轮机的“支撑杆”，它们负责承受并分散轴向推力。

推力轴承的设计可是相当讲究的，要确保它们能够承受巨大压力，同时还要保持平稳的运转。

想象一下，推力轴承就像是支撑大厦的地基，得够牢固，才能让整个建筑稳如磐石。

2.2 油膜轴承接下来就是油膜轴承，它的工作原理有点像你在洗澡时把水放在手上，水膜能把你的手浮在水面上一样。

油膜轴承通过在轴与轴承之间形成一层油膜来减少摩擦。

这样一来，汽轮机的运转就更加平稳了，像是在滑冰场上滑行一样顺畅。

2.3 推力盘还有一种手段就是推力盘。

推力盘的工作原理比较直观，就是通过一个圆盘来均匀分配推力。

可以把它想象成一个巨大的轮子，当推力作用在这个轮子上时，轮子就会把推力均匀分布，防止局部压力过大。

就像是你用手推一个大球，球会滚动得很均匀，不会一边重一边轻。

某300MW机组供热改造轴向推力计算模型

某300MW机组供热改造轴向推力计算模型管伟诗1，梁志伟1，党丽丽2（1.哈尔滨电气集团电站服务事业部，哈尔滨150028；2.哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046）摘要：300MW等级火电机组实施供热改造后，汽轮机部分通流级数承受压差改变，因此会对汽轮机转子的推力产生较大影响。

为保证机组的安全，在改造前建立正确的力学模型，进行分析核算。

文中以国内某300MW机组由纯凝机组改造为回转隔板供热抽汽为例，介绍了供热改造后汽轮机推力计算分析模型。

关键词：汽轮机；通流；供热；推力计算中图分类号:TK263.1文献标志码:A文章编号：1002-2333（2021）06-0155-03 Introduction of Axial Thrust Calculation Model for a300MW Unit Heating TransformationGUAN Weishi1,LIANG Zhiwei1,DANG Lili2(1.Power Station Services Division of Harbin Electric Corporation,Harbin150040,China;2.Harbin Turbine Works Co.,Ltd.,Harbin150040,China)Abstract:After the implementation of heat supply reform for300MW Thermal power units,the pressure difference of some flow passage stages of steam turbine changes,which will have a great impact on the thrust of steam turbine rotor.In order to ensure the safety of the unit,this paper establishes the correct mechanical model and carried out analysis and calculation before the transformation.Taking a300MW unit transformed from a pure condensing unit into a rotary diaphragm heating and extraction unit as an example,the calculation and analysis model of steam turbine thrust after heat supply transformation is introduced.Keywords:steam turbine;through flow;heating thrust;calculation0引言随着我国经济的迅速发展，工业及民用电负荷的不断增长。

火力发电厂锅炉风机之一---动叶可调式轴流风机

火力发电厂锅炉风机之一 ---动叶可调式轴流风机火力发电厂锅炉辅机设备一般分为：球磨机、引风机、送风机、排粉风机、一次风机等，引风机、送风机、排粉风机、一次风机均属风机类；风机担负着连续输送气体的任务，风机的安全运行将直接影响到锅炉的安全、可靠、经济运行，因而风机是锅炉机组的重要辅机之一。

随着单机发电容量的增大，为保证机组安全可靠和经济合理的运行，对风机的结构、性能和运行调节也提出了更高更新的要求。

风机按其工作原理的不同，主要有离心式风机和轴流式风机两种，离心式风机有较悠久的发展历史，具有结构简单，运行可靠、效率较高(空心机翼型后弯叶片的可达85％一92％)，制造成本较低、噪声小等优点。

但随着锅炉单机容量的增长，离心风机的容量已经受到叶轮材料强度的限制，不能随锅炉容量的增加而相应增大，而轴流式风机则可以做得很大，且具有结构紧凑、体积小、质量轻、耗电低、低负荷时效率高等优点。

轴流风机与离心风机比较有以下主要特点：1、离心式风机的气流由轴向进入叶轮，然后在叶轮的驱动下，一方面随叶轮旋转，另一方面在惯性力的作用下提高能量，沿径向离开叶轮。

轴流风机的气流由轴向进入叶轮，在风机叶片的升力作用下，提高能量，沿轴向呈螺旋形地离开叶轮。

2、轴流风机如制造成动叶片可调节式，则调节效率高并可使风机在高效率区域内工作。

因此，运行费用较离心风机明显降低。

3、轴流风机对风道系统风量变化的适应性优于离心风机。

如风道系统的阻力计算不很准确，实际阻力大于计算阻力，或遇到煤种变化所需风机风量、风压不同，就会使机组达不到额定出力。

而轴流风机可以采用动叶片调节关小或开大动叶的角度来适应风量、风压的变化，对风机的效率影响却很小。

4、轴流风机有较低的飞轮效应值(N·m2)。

这是由于轴流风机允许采用较高的转速和较高的流量系数，所以在相同的风量、风压参数下轴流风机的转子较轻，即飞轮效应值较小，使得轴流风机的启动力矩大大地小于离心风机的启动力矩。

汽轮机原理-3-3多级汽轮机的轴向推力及平衡方法

d 2 ( pd
p2 )
其中， pd为叶轮前的压力。
d1
d2
4
第三节级汽轮机的轴向推力及平衡方法
一. 多级汽轮机的轴向推力
3、作用在轴封凸肩上的轴向力 Fz3
Fz3
4
(d12
d22 )p
汽轮机某一级的轴向推力为：
F' z
Fz1 Fz 2
Fz 3
多级汽轮机总的轴向推力为各级轴向推力之和。即：
2. 转子设计成转鼓形式：适用于反动式汽轮机
反动式汽轮机，各级的反动度较大
动叶片两侧的压差很大
转子设计成转鼓形式，减少每级叶轮上产生的轴向推力
px p0
Fz
7
第三节级汽轮机的轴向推力及平衡方法
二. 轴向推力的平衡方法
3. 叶轮上开平衡孔适用于冲动式汽轮机
平衡孔
在叶轮上开设平衡孔可以减少叶轮两侧的压力差，
一. 多级汽轮机的轴向推力
蒸汽通过汽轮机通流部分膨胀作功时，对叶片的作用力由圆周分力和轴向分力所组成。其中，圆周分力推动叶轮作功，而轴向分力则对转子产生一个轴向推力。
在一般情况下，作用在一个冲动级上的轴向推力由 3 部分所组成：
1、作用在动叶片上的轴向力 Fz1 2、作用在叶轮面上的轴向力 Fz2
Fz Fz'
d1
d2
5
第三节级汽轮机的轴向推力及平衡方法
二. 轴向推力的平衡方法
在多级汽轮机中，总的轴向推力很大。特别是反动式汽轮机，其总的轴向推力可达 200~300T，冲动式汽轮机，其总的轴向推力可达40~80T。这样大的轴向推力是推力轴承所不能承受的。因此，必须设法减少总的轴向推力，使之符合推力轴承的能承载能力。也就是说，对汽轮机总的轴向推力应加以平衡。

轴向应力-轴向位移关系曲线

轴向应力与轴向位移之间的关系曲线，主要反映在以下几个方面：
1. 压缩机启动和汽轮机甩负荷时，由于轴向力改变方向，且主推力块和副推力块与主轴上的推力盘有间隙，因而造成转子窜动，产生轴向位移。

为保护机组，当主推力块与推力盘接触时，副推力块与推力盘的间隙应该小于转子与定子之间的最小间隙。

2. 因轴向推力过大，造成油膜破坏使瓦块上的乌金磨损或熔化，造成轴向位移。

为保证机组当乌金熔化时不会造成过大的轴向位移，瓦块上乌金的厚度都不大于1.5mm。

3. 由于机组负荷的增加，使推力盘和推力瓦块后的轴承座、垫片、瓦架等因轴向力产生弹性变形，也会引起轴向位移，这种轴向位移叫做轴向弹性位移，弹性位移与结构及负荷有关，一般在0.2～0.3mm之间。

机组的轴向位移应保持在允许的范围内，一般为0.8～1mm。

超过这个数值就会引起动静部分发生摩擦碰撞，发生严重损坏事故，如轴弯曲、隔板和叶轮破裂、汽轮机大批叶片折断等。

因此，轴向应力与轴向位移之间的关系曲线是一个复杂的非线性关系，受到多种因素的影响。

在实际应用中，需要根据具体的情况进行实验和测量，以获得准确的轴向应力与轴向位移之间的关系曲线。

汽轮机原理-多级汽轮机的轴向推力及平衡方法

p2
从而可以减少作用在叶轮上的轴向力。通常在叶轮上开5~7个平衡孔。
pd
8
第四节级汽轮机的轴向推力及平衡方法
4.汽缸对称布置法是大型多缸汽轮机平衡轴向推力最有效的办法
采用多缸反向（两个缸对称布置）布置，使汽流在不同的汽缸中作反向流动, 其轴向力方向相反，达到了平衡的目的。下图为多缸反向布置的示意图。国产125MW、200MW、300MW 汽轮机都采用多缸反向布置的办法来平衡轴向力。
12
1）掌握多级汽轮机的热力特点及结构特点； 2）掌握多级汽轮机各项热力参数、结构参数沿通流部的不同变化规律，能正确选择确定各相关参数； 3）掌握多级汽轮机轴封及其系统的结构、工作原理及设计计算； 4）掌握多级汽轮机进、排汽机构损失的形成机理及减小措施； 5）掌握多级汽轮机运行经济性和可靠性指标的评价及计算； 6）掌握多级汽轮机轴向推力的成因、计算及平衡措施。
常见的轴向推力平衡办法
1.设置平衡活塞 2.转子设计成转鼓形式 3.叶轮上开平衡孔 4.汽缸对称布置法 5.推力轴承承担轴向推力
6
第三节级汽轮机的轴向推力及平衡方法
二. 轴向推力的平衡方法
1. 平衡活塞法
在平衡活塞上装有齿形轴封，当蒸汽由活塞的高压侧向低压侧流动时，压力由p0降为px 。平衡活塞在压力差作用下，就产生了一个向左的作用力。这个力刚好与 Fz 方向相反，起到了平衡作用。
在一般情况下，作用在一个冲动级上的轴向推力由 3 部分所组成：
1、作用在动叶片上的轴向力 Fz1 2、作用在叶轮面上的轴向力 Fz2
3、作用在主轴凸肩上的轴向力 Fz3
2
第三节级汽轮机的轴向推力及平衡方法
一. 多级汽轮机的轴向推力

002_关于汽轮机转子的轴向定位问题

关于汽轮机转子的轴向定位问题张国旺2015年11月29日一、关于“规范”中对转子轴向定位的要求：在《DL/T5210.3-2009 电力建设施工质量验收及评价规程第3部分：汽轮发电机组》的“表4.4.7通流部分间隙测量调整”中讲到了“转子定位尺寸K值”“用塞尺或楔形塞尺检查”，“最小轴向通流间隙”在“转子按K值定位后，分别在半实缸及全实缸状态下顶推转子进行测量”。

在《DL 5190.3-2012 电力建设施工技术规范第3部分：汽轮发电机组》中也明确规定：“4.7.11 通流部分间隙的测量应符合下列规定：1）通流部分间隙应符合图纸要求，测量后的记录应比对制造厂的出厂记录；2）测量通流间隙前应先按制造厂提供的第一级喷嘴与转子叶轮间的间隙值对转子进行定位，定位时，转子推力盘应紧贴工作面；3）第一次测定时应使车头侧危急遮断器的飞锤向上；第二次测量时，顺转子运行方向旋转90°，每次应测量左右两侧的间隙；4）转子最终定位后应测取汽缸外部上汽封端面与该转子上外露的精密加工面的距离尺寸作为汽缸轴向位置定位的依据，测量部位应作出标记。

4.7.12 速度级与转向导叶环上半部的最小轴向间隙，可采用前后顶动汽轮机转子的方法进行。

测量时应拆除可能阻挡转子前后位移的部件，并防止顶坏设备。

4.7.13 转子轴向窜动的最终记录，在完成汽机扣盖工作后，以热工整定轴向位移指示时测定的数据为准。

4.7.14 通流部分间隙及汽封轴向间隙不合格时，应由制造厂确定处理方案。

”二、关于转子定位尺寸K值的定义：一般地讲，对单汽缸结构的小汽轮机来说，转子定位尺寸K值就是制造厂提供的第一级静叶（喷嘴）与动叶之间的轴向间隙；对多汽缸结构的汽轮机来说，在制造厂提供的安装说明书中，对每一个汽轮机的转子都提供了一个确定的K值，即是各汽缸第一级静叶（喷嘴）与动叶之间的轴向间隙，对于对分双流结构的汽缸（如对分双流结构的低压缸）其转子的K 值，通常是指汽缸调阀端的第一级静叶与动叶之间的轴向间隙。

汽轮机轴系调整及轴向定位

兴泰发电
XINGTAI POWER
轴系定位分径向定位和轴向定位下面我先谈谈影响径向定位的因素，径向主要是对汽封间隙的影响。
兴泰发电
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一、汽轮机汽缸在安装时的影响。安装检修过程中，中心的变化主要是由于汽缸安装状态不同，使汽缸垂弧发生变化所致。例如找中心时有只有下半缸而缸内无内缸、隔板或隔板套，有时虽然只有下半缸，但下半内缸、下半隔板套都已放入；有时在下半空缸再扣上半空缸；有时在半实缸上再扣合上半实缸；此外合实缸还有紧与不紧汽缸法兰螺栓的区别，在此不同状态下，汽缸的垂弧各不相同。所测得汽封凹窝中心值不同。垂弧变化有两面方面的原因：一方面是增加重量后垂弧增加；另一方面是扣合上缸并拧紧法兰螺栓后，汽缸的横向断面变成圆，使汽缸体的刚度增加，垂弧减小。因此安装时必须对汽缸状态这一因素加以考虑汽缸垂弧的影响。为此要把汽缸相对于转子的中心适当放低，这样才能在加上大盖并拧紧螺栓后中心正好合适。对于不同类型的机组如果具体数值没有掌握，就要进行实际测定。
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②油膜厚度的影响：转子静止时，轴颈沉于轴瓦底部，此时轴颈中心在轴瓦凹窝中心的正下方，当转子刚开始转动时，由于转速较低，还未形成油膜，轴颈和轴承之间为干磨擦，但是随轴颈的转动轴瓦内的润滑油受挤压从而使压力升高，此压力高到一定程度，即可把轴颈托起，在轴颈和轴瓦凹窝间形成一层油膜，在转速升高过程中，由于楔形油膜压力的作用，将使转子位移，这种油膜引起转子的位移将使转子的中心发生变化。对于圆筒形和椭圆形轴瓦，上述油膜对转子中心位臵的影响可使转子沿旋转方向的横向位移量达0．1～0．3mm。因此转子按轴封凹窝找中心时，应适当加大轴封凹窝沿转子旋转方向的间隙，汽轮机转子一般为顺时针方向转动，故在转子按轴封凹窝找中心时应使左侧间隙大于右侧间隙(油楔轴承例外)。

发电厂集控运行技术单元机组的运行技术问答题

发电厂集控运行技术单元机组的运行技术问答题1、单元机组运行调整有什么特点？单元机组是炉、机、电纵向串联构成的一个不可分割的整体，其中任何一个环节运行状态的改变都将引起其他环节运行状态的改变，所以炉机电的运行维护和调整是相互紧密联系的。

正常运行中各环节又有其特点：锅炉侧重于调节；汽轮机侧重于监视；而电气部分则与单元机组的其他环节以及外部电力系统紧密联系。

2、发电机的安全运行极限是如何确定的？在稳态运行条件下，发电机的安全运行极限决定于下列4个条件。

⑴原动机输出功率极限。

原动机（汽轮机）的额定功率一般都按稍大于或等于发电机的额定功率而选定。

⑵发电机的额定容量，即由定子绕组和铁心发热决定的安全运行极限。

在一定的电压下，决定了定子电流的允许值。

⑶发电机的最大励磁电流，通常由转子的发热决定。

⑷进相运行的稳定度。

当发电机的功率因数＜0（电流超前电压）而转入进相运行时，发电机电动势和端电压之间的夹角增大，此时发电机的有功功率输出受到静稳定条件的限制。

此外，对内冷发电机还可能受到端部发热的限制。

3、什么是无限大系统？发电机与无限大系统并联运行时有哪些特性？把孤立运行的各个电厂连接起来形成电力系统，无论在技术上、经济上都会带来很大好处。

我国大的电力系统容量均越过2000万KW，一台几十万千瓦的发电机并联到如此大的系统中，可以近似视为发电机与无限大容量的电力系统并列运行，无论怎样调节所并列的单台发电机的有功功率和无功功率，都不会影响电力系统的电压和频率。

换言之，无限大容量系统就是电压和频率都不变的系统。

实际上，当一台发电机功率变化时，总要引起电力系统电压和频率的微小波动，只是在进行工程分析时忽略不计而已。

对于具有自动调频和调压功能的现代电力系统，这样假设是可以的。

4、什么是汽轮发电机的功角和功角特性？设发电机与无限大系统容量母线并联运行，如图7-1所示，此时发电机端电压不随负荷大小而变化。

若略去发电机定子电阻，并假设发电机处于不饱和状态，则其等值电路如图7-1所示。

课题二离心泵的径向推力、轴向推力及其平衡方法

流量小于设计流量
流量大于设计流量
2、径向推力的平衡泵在启动或非设计工况下运行时会产生径向推力，且是交变应力，会使轴产生较大的挠度，甚至使密封环、级间套、轴套、轴承发生摩擦而损坏。对转轴而言，径向推力是交变载荷，容易使轴产生疲劳破坏，故必须设法消除径向推力。一般采用对称原理法。（1）采用双层压出室或双压出室（2）大型单级泵在蜗壳内加装导叶（3）多级蜗壳泵可以采用相邻两级蜗壳倒置的布置。
2、多级泵轴向推力的平衡（1）采用叶轮对称排列
多级离心泵各叶轮产生的扬程基本相等，当叶轮为偶数时，只要将其对称布置即可，当叶轮为奇数时，首级可以采用双吸叶轮，此法平衡多级泵的轴向推力效果较好，但泵壳结构较复杂。
多用于涡壳式多级泵，有时也在节段式多级泵和潜水泵使用
（2）采用平衡盘平衡盘装置装在未级叶轮之后，和轴一起旋转，在平衡盘前的壳体上装有平衡圈。平衡盘后的腔室称为平衡室它与泵的吸入室相连。
• 平衡盘可以自动平衡轴向力，平衡效果好，可以平衡全部轴向力，并可以避免泵的动静部分的碰撞和摩损，结构紧凑等优点，故在多级离心泵中广泛采用。但是泵在启动时，由于未级叶轮出口处的压强尚未达到正常值，平衡盘的平衡力严重不足，故泵轴将向泵吸入口窜动，平衡盘与平衡座之间会产生摩擦造成磨损，停泵时也存在平衡力不足现象，因此给水泵都配有推力轴承。
二、轴向推力及其平衡方法
（一）轴向推力的产生离心泵在运行时，泵内液体作用在叶轮盖板两侧上轴向不平衡的合力，称为轴向推力。泵的轴向推力主要是 1）叶轮两侧压强不对称产生的轴向力F1
2）在离心泵叶轮中，液体通常是轴向流入，径向流出，流动方向的改变会对叶轮产生一个轴向动反力F2.
故作用在单级卧式离心泵上的总轴向推为 F=F1-F2 若是多级卧式离心泵，级数z，则F=Z(F1-F2) 3）若是立式，叶轮吸入口向下，则加上转子重量F3。 F=Z(F1-F2)+F3 轴向推力F1在总的轴向推力中起重要作用。泵与Biblioteka 机第二章叶片式泵与风机的构造

轴向推力产生的原因

轴向推力产生的原因
轴向推力是航空发动机最基本的输出能力之一，指的是发动机输出的
推力沿着飞机的纵向分量，推动飞机沿特定轴线向前移动。

轴向推力
产生的原因是多方面的，下面就一一进行分析：
1.燃烧产物喷出
航空发动机是由可燃燃料和空气组成的燃烧室。

在燃烧过程中，燃料
与氧气反应生成高温高压的燃烧产物，包括水蒸气、二氧化碳、二氧
化硫和氧化钠等。

燃烧产物被喷出后扩散在燃气流中，从而产生轴向
推力。

2.空气经压缩后喷出
发动机中的压气机通过推动空气将空气压缩并送往燃烧室，实现燃料
的高效燃烧。

在压缩的过程中，通过对气体能量进行转化，从而产生
一个向前方向的压力波，这就是轴向推力的来源之一。

3.射流反作用力
燃烧产物气流的速度很快，在喷出的时候形成强大的射流，形成一个
反向的推力作用在航空发动机上。

这个反向推力称为反冲力，是重要
的轴向推力来源之一。

4.喷出口朝向
喷气发动机喷气口朝向也是轴向推力的产生因素之一。

在燃料燃烧后，产物经喷射口喷出，其可能的朝向是向上或向下。

射出口指向下方，
可以强化轴向推力。

如果喷口朝向上面，就会减小轴向推力。

结语：
航空发动机产生的轴向推力是航空工业中的一项非常关键的技术。

轴
向推力的来源是多方面的，燃料燃烧产生的燃气、压气机的压缩作用、喷气出口的朝向以及射流反作用力都是产生轴向推力的因素。

掌握这
些知识，可以更好地了解航空发动机的工作原理和性能表现，为提高
发动机的性能和研发提供更好的技术支撑。

第三章多级汽轮机经济指标及极限功率轴向推力

η g表示发电机的效率，则在发电机
(3 --- 43 )
的出线端所获得的电功率为： D ∆H D ∆H Pel = Pmη g = 0 t η iη mη g = 0 t η r .el 3600 3600
η 其中， r .el = η iη mη g，称为相对电效率。它表示每 kg 蒸汽所具有
∆H t ηt = h0 − hc
(3 ---- 46 )
其中， h0 -------- 蒸汽的初焓， hc ------- 凝结水焓，即在背压 pc 下的饱和水焓。
h 这里， 0 --
hc为每 1 kg 蒸汽在锅炉中所获得的热量。对于有回热
∆H t 。蒸汽在进汽机构中的压力损失和管道长短、阀门型线、蒸汽室形状及
汽流速度有关。通常，当阀门全开时，汽流速度为（40 ~ 60）m / s ，则在进汽机构中由于节流所引起的压力损失为：
∆p 0 = p 0 − p 0 = (0.03 − 0.05) p 0
(3-----29 )
对于大型汽轮机（如国产200MW 、300MW汽轮机），中压缸和低压缸之间有低压导汽管道相连接，则低压导汽管道的压力损失为：
二，汽轮机进、排汽机构的压力损失汽轮机进、
汽轮机必须有进汽机构和排汽管道。进汽机构由主汽阀、调节阀、导汽管和蒸汽室组成。排汽机构是一个扩散形的排汽管所构成。蒸汽通过汽轮机进、排汽机构时，由于摩擦和涡流的存在，会使压力降低，形成损失。
1，进汽机构中的压力损失
由于摩擦和涡流的存在，蒸汽通过汽轮机进汽管道就会有压力降低。这个压力降低不作功，是一种损失。而第一级喷嘴前的压力为 p 0 ，则∆p 0 = p 0 − p 0 。从图2----１3 (b) 中可见，由于压力差∆p存在，使整机理想焓降从 H t " 降为 ∆

二反动式汽轮机的轴向推力

4、已知汽轮机某级的理想焓降为84.3 kJ/kg，初始动能1.8 kJ/kg，反动度0.04，喷嘴速度系数0.96，动叶速度系数0.96，圆周速度为171.8 m/s，喷嘴出口角15°，动叶出口角1－3°，蒸汽流量G = 4.8 kg/s。求：
喷嘴出口相对速度？动叶出口相对速度？轮周功率？
5、某反动级理想焓降Δht=62.1kJ/kg，初始动能Δhc0=1.8 kJ/kg, 蒸汽流量 G=4.8kg/s，若喷嘴损失Δhnζ=5.6kJ/kg, 动叶损失Δhbζ=3.4kJ/kg，余速损失 Δhc2=3.5kJ/kg，余速利用系数μ1=0.5，计算该级的轮周功率和轮周效率。
1
1
1
1
5
二，反动式汽轮机的轴向推力
• 由于反动式汽轮机每一级动叶前后都存在压力差(较大)，因而在整个转子上产生很大的轴向推力，为了减小这个轴向推力，反动式汽轮机不能象冲动式汽轮机那样采用叶轮结构，叶片直接装在轮毂上。
• 冲动式汽轮机的轴细，有叶轮轮盘；反动式汽轮机的轴粗，无轮盘。
6
二，反动式汽轮机的轴向推力
第三节多级汽轮机的轴向推力及其平衡
在轴流式汽轮机中，通常是高压蒸汽由一端进入，低压蒸汽由另一端流出，从整体看，蒸汽对汽轮机转子施加了一个由高压端指向低压端的轴向力，使汽轮机转子有向低压端移动的趋势，这个力就称为转子的轴向推力。
1
一，冲动式汽轮机的轴向推力作用在一个冲动级上的轴向推力由 3 部分所组成： 1、作用在动叶片上的轴向力； 2、作用在叶轮面上的轴向力； 3、作用在轴凸肩上的轴向力。
且考虑 m d
FzⅡ
4
(dm lb )2 d 2 m ( p0 p2 )
4
3、作用在轴凸肩上的轴向力

简述凝汽式汽轮机轴向推力

简述凝汽式汽轮机轴向推力凝汽式汽轮机是一种常见的热力发电设备，广泛应用于电力、化工、冶金等行业。

在汽轮机的运行过程中，轴向推力是一个重要的考虑因素。

轴向推力是指汽轮机转子在运行过程中所受到的沿着轴向的力。

由于汽轮机的转子通常是在高速旋转的状态下运行，因此轴向推力的存在会对设备的运行稳定性和寿命产生重要影响。

在凝汽式汽轮机中，轴向推力主要由两个方面的因素引起：蒸汽流动和蒸汽凝结。

蒸汽流动是产生轴向推力的主要原因之一。

在汽轮机的工作过程中，蒸汽从高温高压区域流向低温低压区域，形成了一个压力梯度。

这个压力梯度会产生一个方向指向低压区域的力，即轴向推力。

蒸汽流动的速度和方向会受到汽轮机的设计和工况等因素的影响，因此轴向推力也会随之变化。

蒸汽凝结也是导致轴向推力的重要因素之一。

凝汽式汽轮机的工作原理是将高温高压的蒸汽通过转子的叶片进行膨胀，然后将膨胀后的蒸汽排入凝汽器中进行冷凝。

在凝汽器中，蒸汽会释放出大量的热量，并转化为液态水。

这个过程中，蒸汽的体积会急剧减小，从而产生了一个方向指向转子的力，即轴向推力。

蒸汽凝结的程度和速度会受到凝汽器的设计和工况等因素的影响，因此轴向推力也会随之变化。

凝汽式汽轮机的轴向推力对设备的运行稳定性和寿命有重要影响。

过大的轴向推力会导致轴承的过早磨损和失效，甚至引起转子的不稳定振动。

过小的轴向推力则会使转子在轴向上产生过大的位移，导致叶片与固定部件之间的碰撞和磨损。

因此，在汽轮机的设计和运行过程中，需要合理控制轴向推力的大小，以确保设备的正常运行。

为了减小轴向推力的大小，凝汽式汽轮机通常采用多级膨胀的结构。

通过将蒸汽的膨胀过程分成多个级别，可以使每个级别上的蒸汽膨胀比减小，从而减小了蒸汽流动和凝结带来的轴向推力。

此外，还可以通过优化凝汽器的设计和工况，使蒸汽的凝结过程更加均匀和稳定，减小轴向推力的波动。

凝汽式汽轮机轴向推力是一个重要的考虑因素，对设备的运行稳定性和寿命产生重要影响。

案例丨某厂空分机组汽轮机轴位移问题分析

案例丨某厂空分机组汽轮机轴位移问题分析1. 设备概述该空分机组由汽轮机驱动，工作机包括空压机和增压机。

其中，汽轮机型号为NKS50/63/28，空压机型号为RIK100-4，增压机型号为RZ35-7。

机组调速范围为4238r/min~5933r/min，额定运行转速为5650 r/min。

汽轮机进汽压力为3.72MPa，进汽温度为430°C，排汽压力为0.016MPa。

推力轴承型式为金斯伯雷，轴位移报警门限为±0.50mm，联锁门限为±0.70mm。

图1 机组总貌图2. 故障现象机组正常运行期间，各设备振动幅值均不高，其中汽轮机振动值保持在15μm左右，空压机振动幅值低于15μm，齿轮箱高、低速轴振动幅值均在15μm以下，增压机振动幅值在30μm，总体振动幅值趋势均比较平稳，从相关图谱评估，振动表现无异常。

机组中修后，自2020年2月15日起开始启机运行，起初各监测参数均比较稳定，但在一周后，汽轮机轴位移出现了缓慢变化的趋势，两通道轴位移数值分别从-0.12mm和-0.20mm缓慢变化，一直到2020年7月4日停机时，汽轮机轴位移数值分别变化至-0.45mm和-0.56mm，累计变化范围达到0.35mm，触发报警门限。

在此期间，汽轮机主推力轴承温度也有同步变化，从65°C缓慢上涨至80°C左右。

而同一时间段内，监测的压缩机低压缸和高压缸轴位移数值和推力轴承温度均无明显变化。

图2 汽轮机轴位移趋势图3. 故障分析及结论查看此时间段内，查看汽轮机轴位移传感器的GAP电压趋势，两通道GAP电压值分别从初始的-11V和-12V左右变化至-13.5V和-14.5V，变化范围达2.5V左右，经过计算，GAP电压值的变化量与位移值的变化基本吻合（1V对应125μm），评估此数值变化为设备真实轴位移数据，排除仪表方面的异常因素。

图3 汽轮机轴位移探头GAP电压趋势图另外，从GAP电压数值的变化上看，表现为位移盘在逐渐远离传感器探头，结合机组的结构和传感器布置位置，判断转子在向着主推力方向缓慢变化。