#2汽轮机轴向位移波动分析

＃2汽轮机轴向位移波动分析

李志坚

2000年春节调停消缺后＃2机组运行时汽轮机轴向位移就一直偏大。但经过分析确认汽机的通流部分和推力轴承工作状况与以往一样，应该是好的。轴向位移偏大的原因是“零位”不准造成的，最后ALSTOM公司建议修改了控制值。对此，章建叶主任工程师有非常透彻的分析报告文章可以参考。因此对为什么轴向位移指示偏大方面就不多说了。在此，只对因汽温、调门开度的不同以及环境温度变化引起轴向位移的波动进行粗略的探讨。特别是马上就要到冬天了，随着环境温度的下降＃2机轴向位移又会明显上升，估计高时会达0.48mm以上。

一．轴向位移波动现象

在同一负荷下，因汽温、调门开度的不同以及环境温度不同轴向位移有较大的波动。机组在3000r/min稳定一段时间以后，润滑油温度稳定以后，测量系统的工作环境温度已经基本稳定，因此，机组并网后的轴向位移变化也应该是真实地反映推力盘的位移。轴向位移的变化应该基本上是机组负荷的单一函数。但是：

1．目前＃2机组的轴向位移在相同负荷下有较大波动。比如600MW时，因汽温、调门开度的不同轴向位移有一定的波动，最大波动达0.06mm。

2．环境温度变化也会引起轴向位移的变化。冬天的轴向位移要比夏天大0.025mm-0.035mm左右。

3．主蒸汽温度变化时，轴向位移变化明显。主蒸汽温度升高，轴向位移明显增大。

4．调门开度变化轴向位移也变化相当明显。特别是＃4调门开度的变化。调门关小，轴向位移明显增大。

二．引起轴向位移变动的可能原因

1．轴向推力变化引起推力盘的位移。机组负荷变化是引起轴向推力变化的最主要原因，因为轴向推力主要来源于汽机各级前后压力差。当然调门开度、蒸汽温度、真空、抽汽系统会对轴向推力产生一定影响。

2．推力瓦磨损。章建叶主任工程师在（＃2汽轮机轴向位移异常分析及处

理）的分析论文经充分说明后有“＃2机组汽机通流部分和推力轴承工作情况正常”的结论。因此，可以排除推力瓦磨损的原因引起轴向位移的过大波动。

3．推力瓦座热胀冷缩导致推力瓦间隙变化。机组从50r/min到3000r/min 的过程中推力轴承座环境温度从30℃上升为50℃，使推力瓦座受热膨胀，推力间隙从0.23mm增大到0.35mm左右, 3000r/min稳定一段时间以后，测量系统的工作环境温度就基本稳定。因此，机组并网后的推力瓦座热胀冷缩导致推力瓦间隙变化基本没有。

4．推力轴承座相对轴系发生倾斜，其相对位置变化导致轴向位移测量值变化。#2机组的高压缸通过推拉杆与中压缸联接，而推力轴承座又通过推拉杆联接在高压缸上，在高、中压缸受热膨胀时，推力轴承座跟随高压缸移动。正常情况下，因为高、中压缸外缸有纵销导向，能够保证左右平衡移动，从而也保证了推力瓦座与轴系相对位置的稳定，防止了推力轴承座倾斜，当然也不会影响轴向位移测量值。但是如果高、中压缸膨胀不畅，进汽管道及高、中压缸有不正常的热变形等等就有可能使推力轴承座发生偏移，从而导致轴向位移测量值的变化。

5．仪控测量误差。轴向位移的测量除零位不准外，仪控测量卡件的误差很小，最大不超过0.01mm。

三．对轴向位移测量值变化的几点看法

1．目前＃2机组轴向位移对主蒸汽温度相当敏感，主蒸汽温度变化时，轴向位移变化明显。主蒸汽温度升高，轴向位移明显增大。从理论分析：汽温在正常范围变化时会影响轴向推力的变化，但不会很大，经过机组本身的轴向推力平衡，作用到推力轴承的推力变化是很小的，不会引起轴向位移的明显变化。那么，是否有可能是因为汽温升高时高、中压缸膨胀不畅或者进汽管道及高、中压缸有不正常的热变形使推力轴承座发生偏移引起轴向位移测量值的变化？

2．环境温度变化引起轴向位移的变化。冬天的轴向位移要比夏天大0.025mm-0.035mm左右。一般首先会想到是否冬天凝汽器真空较好引起。目前单台循泵运行，真空较差，但是轴向位移还是随环境温度下降有上升趋势。而推力瓦座热胀冷缩导致推力瓦间隙变化方面，应该是推力轴承座环境温度升高会使推力瓦座受热膨胀，推力间隙增大。冬天＃2机组的润滑油供油温度一般比夏天低1℃－2℃。因此，冬天推力瓦座热胀冷缩只有导致推力瓦间隙变小。

那么，会否可能是冬天高、中压缸膨胀不畅或者进汽管道及高、中压缸的热变形比夏天要大，从而引起轴向位移测量值变化较大？因为冬天环境温度较低而汽缸温度基本稳定，高、中压缸相对基础的膨胀会变大，高、中压缸总胀夏天温度较高时在28.5mm左右，冬天在30mm以上。另外上下缸温差也是冬天大。因此，如果存在高、中压缸膨胀不畅或者进汽管道及高、中压缸有不正常的热变形等等，冬天将比夏天更严重是容易理解的。

3．虽然轴向位移偏大的原因是“零位”不准造成的，并且已经修改运行控制值。但汽温、调门开度的不同以及环境温度变化引起轴向位移的波动偏大，应该引起我们注意。因为虽然作用在推力轴承上轴向推力正常，如果真的是推力轴承座发生偏移而导致轴向位移测量值的变化，会使轴瓦受力不均而损坏，影响汽轮机安全运行。

马上就要到冬天了，随着环境温度的下降＃2机轴向位移还会明显上升。在这对轴向位移的波动进行分析，目的只是希望对＃2机组轴向位移“压红线”运行能够引起重视。由于本人知识有限，对检修期间进行的推力轴承推拉杆调整等等情况不了解，肯定有许多不足和错误的地方，希望各位能够给以指正。