汽輪機(jī)軸系各參數(shù)的監(jiān)測(cè)PPT課件

1、（2）機(jī)組在運(yùn)行中，若真空下降，將使排汽溫度升高，后軸承上抬，因而破壞機(jī)組的中心，引起振動(dòng)。（3）靠背輪安裝不正確，中心沒找準(zhǔn)，因此運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，且此振動(dòng)是隨負(fù)荷的增加而增加。（4）機(jī)組在進(jìn)汽溫度超過設(shè)計(jì)規(guī)范的條件下運(yùn)行，將使其膨脹差和汽缸變形增加，如高壓軸封向上抬起等。這樣，會(huì)造成機(jī)組中心移動(dòng)超過允許限度，引起振動(dòng)。第1頁/共44頁2由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡而引起振動(dòng)（1）運(yùn)行中葉片折斷、脫落或不均勻磨損、腐蝕、結(jié)垢，使轉(zhuǎn)子發(fā)生質(zhì)量不平衡。（2）轉(zhuǎn)子找平衡時(shí)，平衡質(zhì)量選擇不當(dāng)或安放位置不當(dāng)、轉(zhuǎn)子上某些零件松動(dòng)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈松動(dòng)或不平衡等，均會(huì)使轉(zhuǎn)子發(fā)生質(zhì)量不平衡。 由于上述兩方面的原因轉(zhuǎn)出現(xiàn)質(zhì)

2、量不平衡時(shí)，則轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，就要受到一次不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的離心力的沖擊，這種離心力周期作用的結(jié)果，就產(chǎn)生振動(dòng)。第2頁/共44頁3由于轉(zhuǎn)子發(fā)生彈性彎曲而引起振動(dòng) 轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲，即使不引起汽輪機(jī)動(dòng)靜部分之間的摩擦，也會(huì)引起振動(dòng)。其振動(dòng)特性和由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起振動(dòng)的情況相似，不同之處是這種振動(dòng)較顯著地表現(xiàn)為軸向振動(dòng)，尤其當(dāng)通過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，其軸向振幅增大得更為顯著。4由于軸承油膜不穩(wěn)定或受到破壞而引起振動(dòng) 油膜不穩(wěn)定或破壞，將會(huì)使軸瓦烏金很快燒毀，進(jìn)而引起因受熱而使軸頸彎曲，以致造成劇烈的振動(dòng)。第3頁/共44頁5由于汽輪機(jī)內(nèi)部發(fā)生摩擦而引起振動(dòng) 工作葉片和導(dǎo)向葉片相摩擦，以及通汽部分輻向間隙不夠或

3、安裝不當(dāng)；隔板彎曲，葉片變形，推力軸承工作不正?；虬仓貌划?dāng)，軸頸與軸承烏金側(cè)向間隙太小，等等，均會(huì)引起摩擦，進(jìn)而造成振動(dòng)。6由于水沖擊而引起振動(dòng)當(dāng)蒸汽帶水進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)發(fā)生水沖擊時(shí)，將造成轉(zhuǎn)子軸向推力增大和產(chǎn)生很大的不平衡扭力，進(jìn)而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)，甚至燒毀推力瓦。第4頁/共44頁7由于發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障而引起振動(dòng) 如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與靜子之間的空氣不均勻、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈短路等，均會(huì)引起機(jī)組振動(dòng)。8由于汽輪機(jī)機(jī)械安裝部件松動(dòng)而引起振動(dòng)汽輪機(jī)外部零件如地腳螺絲、基礎(chǔ)等松動(dòng)，將會(huì)引起振動(dòng)。 第5頁/共44頁（二）汽輪機(jī)振動(dòng)過大的危害和監(jiān)視措施 汽輪機(jī)運(yùn)行中振動(dòng)大小，是機(jī)組安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要指標(biāo)，也是判斷

4、機(jī)組檢修質(zhì)量的重要指標(biāo)。汽輪機(jī)運(yùn)行中振動(dòng)大，可能造成以下的危害和后果：（1）端部軸封磨損。低壓端部軸封磨損，密封作用被破壞，空氣漏入低壓汽缸中，因而破壞真空；高壓端部軸封磨損，自高壓缸向外漏汽增大，會(huì)使轉(zhuǎn)子軸頸局部受熱而發(fā)生彎曲，蒸汽進(jìn)入軸承中使?jié)櫥蛢?nèi)混入水分，破壞了油膜，并進(jìn)而引起軸瓦烏金熔化。同時(shí)，漏汽損失增大，還會(huì)影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。第6頁/共44頁（2）隔板汽封磨損。隔板汽封磨損嚴(yán)重時(shí)，將使級(jí)間漏汽增大，除影響經(jīng)濟(jì)性外，還會(huì)增加轉(zhuǎn)子上的軸向推力，以致引起推力瓦烏金熔化。（3）滑銷磨損?；N嚴(yán)重磨損時(shí)，會(huì)影響機(jī)組的正常熱膨脹，從而會(huì)進(jìn)一步引起更嚴(yán)重的事故。（4）軸瓦烏金破裂，緊固螺釘松脫

5、、斷裂。（5）轉(zhuǎn)動(dòng)部件材料的疲勞強(qiáng)度降低，將引起葉片、輪盤等損壞。（6）調(diào)速系統(tǒng)不穩(wěn)定。調(diào)速系統(tǒng)不穩(wěn)定，將引起調(diào)速系統(tǒng)事故。（7）危急遮斷器誤動(dòng)作。（8）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)部件松動(dòng)、損壞。第7頁/共44頁由上述可見，汽輪機(jī)運(yùn)行中發(fā)生振動(dòng)，不僅會(huì)影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，而且會(huì)直接威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。因此，在汽輪機(jī)啟停和運(yùn)行中，對(duì)軸承和大軸的振動(dòng)必須嚴(yán)格進(jìn)行監(jiān)視。如振動(dòng)超過允許值，應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)措施，以免造成事故。為此，一般汽輪機(jī)都裝設(shè)軸承振動(dòng)測(cè)量裝置和大軸振動(dòng)測(cè)量裝置，用于監(jiān)視機(jī)組振動(dòng)情況。當(dāng)振動(dòng)超過允許極限時(shí)，就發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，以提醒運(yùn)行人員注意，或者同時(shí)發(fā)生脈沖信號(hào)去驅(qū)動(dòng)保護(hù)控制電路，自動(dòng)關(guān)閉主汽門等

6、，實(shí)行緊急停機(jī)，以保護(hù)機(jī)組的安全。第8頁/共44頁 第二節(jié) 汽輪機(jī)軸位移的監(jiān)視第9頁/共44頁一、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向位移的原因 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，而汽缸及隔板是靜止不動(dòng)的，所以動(dòng)靜部分之間必須留有一定間隙。 汽輪機(jī)葉片具有一定的反動(dòng)度，葉片的葉輪前后兩側(cè)存在著壓差，形成一個(gè)與汽流方向相同的軸向推力；輪轂兩側(cè)轉(zhuǎn)子軸的直徑不等，隔板汽封處轉(zhuǎn)子凸肩兩側(cè)的壓力不等，也要產(chǎn)生作用于轉(zhuǎn)子上的軸向力。所以轉(zhuǎn)子受到一個(gè)由高壓端指向低壓端的軸向推力。在這個(gè)軸向推力的作用下，轉(zhuǎn)子就會(huì)產(chǎn)生軸向位移，使動(dòng)靜之間的間隙減小甚至消失，這是絕對(duì)不允許的。因此要設(shè)法平衡軸向推力，采取了高中壓缸反向布置、中低壓缸對(duì)稱分流、開

7、設(shè)平衡孔等一系列措施，平衡部分軸向推力，其余的則由推力軸承來負(fù)擔(dān)。 第10頁/共44頁 推力瓦第11頁/共44頁1、汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊、蒸汽帶水、汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊、蒸汽帶水 由于含有大量水分的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)，水珠沖擊葉片使軸向推力增大，同時(shí)水珠在汽輪機(jī)內(nèi)流動(dòng)速度慢，堵塞蒸汽通路，在葉輪前后造成很大的壓力差，使軸向推力增大。 汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中，引起軸向推力增大的原因有以下幾方面：第12頁/共44頁2. 隔板汽封間隙增大 由于不正確地啟動(dòng)汽輪機(jī)或機(jī)組發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)，將隔板汽封的梳齒摩損，間隙增大，漏汽增多，于是使葉輪前后壓力差增加，致使軸向推力增大。第13頁/共44頁3. 動(dòng)葉片結(jié)垢 蒸汽品質(zhì)不良

8、，含有較多鹽分時(shí)，會(huì)使動(dòng)葉片結(jié)垢。動(dòng)葉片結(jié)垢后，蒸汽流通面積縮小，引起動(dòng)葉片前后的蒸汽壓差增大，因而增大了轉(zhuǎn)子軸向推力。 葉片的結(jié)垢情況，可以由監(jiān)視段壓力的變化情況判斷出。為了監(jiān)視監(jiān)視段的壓力變化，需要作出通流部分清潔時(shí)的監(jiān)視段壓力與負(fù)荷的關(guān)系曲線。監(jiān)視段壓力的最大增長值，一般來說，對(duì)于中壓沖動(dòng)式汽輪機(jī)為15%，高壓沖動(dòng)式汽輪機(jī)為5%，有平衡盤的中壓反動(dòng)式汽輪機(jī)為20%，有平衡盤的高壓反動(dòng)式汽輪機(jī)為10%。第14頁/共44頁4. 新蒸汽溫度急劇下降新蒸汽溫度急劇下降 新蒸汽溫度急劇下降，轉(zhuǎn)子溫度也跟著降低，由于轉(zhuǎn)子的收縮量大于汽缸的收縮量，致使推力軸承的負(fù)荷增加。當(dāng)汽輪發(fā)電機(jī)采用撓性靠背輪時(shí)，

9、靠背輪對(duì)轉(zhuǎn)子的移動(dòng)起了制動(dòng)閘的作用，因而使推力軸承上承受的推力增大。若是齒形靠背輪，當(dāng)齒或爪有摩損或卡澀情況就就更為嚴(yán)重，推力軸承極易發(fā)生事故。第15頁/共44頁5. 5. 真空下降 汽輪機(jī)凝汽器真空下降，增大了級(jí)內(nèi)反動(dòng)度，致使軸向推力增大。6. 6. 汽輪機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行 汽輪機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，蒸汽流量增加，會(huì)使軸向推力增大。 推力軸承損壞供熱抽汽工況突然有較大的變化.主、再熱蒸汽壓力不匹配。第16頁/共44頁10. 潤滑油系統(tǒng)由于油壓過低、油溫過高等缺陷使油膜破壞而導(dǎo)致推力瓦塊烏金燒熔，也會(huì)使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向位移。潤滑油系統(tǒng)會(huì)造成油膜破壞的原因有： 潤滑油壓過低 潤滑油溫過高 潤滑油中斷 油質(zhì)不良

10、潤滑油中有水 軸瓦與軸之間的間隙過大 烏金脫落 發(fā)電機(jī)或勵(lì)磁機(jī)漏電第17頁/共44頁 二 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向位移的危害和監(jiān)視保護(hù)措施 當(dāng)轉(zhuǎn)子軸向推力過大，推力軸承過負(fù)荷，將破壞油膜，致使推力瓦塊烏金燒熔，轉(zhuǎn)子竄動(dòng)。當(dāng)軸向位移超過動(dòng)、靜部件之間預(yù)留的間隙時(shí)，將會(huì)造成葉片折斷、大軸彎曲、隔板和葉輪碎裂等惡性事故。 因此嚴(yán)密監(jiān)視機(jī)組的軸向位移顯得特別重要。一般在推力瓦塊上裝有溫度測(cè)點(diǎn)，在推力瓦塊回油處裝有回油溫度測(cè)點(diǎn)等，以監(jiān)視汽機(jī)推力軸承的狀態(tài)。此外，還裝設(shè)各種軸向位移監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，以監(jiān)視轉(zhuǎn)子的軸向位移變化。 對(duì)于軸向位移監(jiān)測(cè)器在正常工況下指示軸的位移量，當(dāng)位移超過一定限值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信息，提醒運(yùn)行

11、人員嚴(yán)密監(jiān)視機(jī)組狀態(tài)，采取處理措施，當(dāng)軸向位移達(dá)到“危險(xiǎn)”限值時(shí)，發(fā)出危急遮斷高、中壓調(diào)節(jié)閥門與主汽門的信號(hào)，以保證機(jī)組設(shè)備和人身的安全。第18頁/共44頁三 軸向位移測(cè)量裝置 軸向位移測(cè)量裝置有四種類型： 1.機(jī)械式：采用一耐磨的金屬直接與汽輪機(jī)大軸相接觸，將大軸的軸向位移變化通過杠桿傳遞系統(tǒng)傳至指示器，當(dāng)軸向位移達(dá)到限值時(shí)，保護(hù)跳閘機(jī)構(gòu)動(dòng)作，遮斷去自動(dòng)主汽門和調(diào)速器錯(cuò)油門的保護(hù)油路，實(shí)行緊急停機(jī)。 2.液壓式：軸向位移改變噴油嘴與軸端平面(或轉(zhuǎn)子的凸緣平面)之間的間隙，改變油的油量，引起噴油嘴前的壓力變化，以此壓力指示軸向位移的大小，當(dāng)壓力低于某一數(shù)值時(shí)，滑閥動(dòng)作實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)。 3.電感式

12、：將轉(zhuǎn)子的機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電壓的變化，然后進(jìn)行指示、報(bào)警或停機(jī)保護(hù)。 4.電渦流式：根據(jù)電渦流原理，將位移的變化轉(zhuǎn)換成與之成比例的電壓變化，從而實(shí)現(xiàn)位移的測(cè)量、報(bào)警和停機(jī)保護(hù)。第19頁/共44頁第三節(jié) 汽輪機(jī)熱膨脹監(jiān)視 第20頁/共44頁 一、機(jī)組熱膨脹的原因及危害 （一）缸脹和差脹 汽輪機(jī)的汽缸和轉(zhuǎn)子在啟動(dòng)、停機(jī)過程中，或在運(yùn)行工況發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)由于溫度變化而產(chǎn)生不同程度的熱膨脹。 汽缸受熱而膨脹的現(xiàn)象稱為“缸脹”。 缸脹時(shí)，由于滑銷系統(tǒng)死點(diǎn)位置不同，汽缸可能向高壓側(cè)伸長或向低壓側(cè)伸長，也可能向左側(cè)或向右側(cè)膨脹。 為了保證機(jī)組的安全運(yùn)行，防止汽缸熱膨脹不均，發(fā)生卡澀或動(dòng)靜部分摩擦事故，

13、必須對(duì)缸脹進(jìn)行監(jiān)視。缸脹監(jiān)視儀表指示汽缸受熱膨脹變化的數(shù)值，也叫汽缸的絕對(duì)膨脹值。第21頁/共44頁 轉(zhuǎn)子受熱時(shí)也要發(fā)生膨脹，因?yàn)檗D(zhuǎn)子受推力軸承的限制，所以只能沿軸向往低壓側(cè)伸長。由于轉(zhuǎn)子體面比小，而且直接受轉(zhuǎn)子的沖擊，因此溫升和熱膨脹較快，而汽缸的體積較大，溫升和熱膨脹相對(duì)要慢一些。 當(dāng)轉(zhuǎn)子和汽缸的熱膨脹還沒有達(dá)到穩(wěn)定之前，它們之間存在較大的熱膨脹值，簡稱“脹差”(或“差脹”)值，也叫汽缸和轉(zhuǎn)子間的相對(duì)熱膨脹差。 在機(jī)組啟動(dòng)或增負(fù)荷時(shí)，是一個(gè)蒸汽對(duì)金屬的加熱過程，轉(zhuǎn)子升溫快于汽缸，大于汽缸的膨脹值，稱為正脹差；在停機(jī)或減負(fù)荷時(shí)，是一個(gè)降溫過程，轉(zhuǎn)子降溫快于汽缸，所以轉(zhuǎn)子收縮的快，也就是轉(zhuǎn)子的

14、軸向膨脹值小于汽缸的膨脹，稱為負(fù)脹差。第22頁/共44頁 汽缸的絕對(duì)膨脹值理論上可以用下式表示式中 計(jì)算段材料的線膨脹系數(shù)（1/ ）； 計(jì)算工況金屬溫度與安裝溫度之差，即計(jì)算 段的溫度增量（ ）； L 計(jì)算截面至死點(diǎn)的軸向距離（mm）。LyydyttL0)(（mm）)(tyyt第23頁/共44頁 但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，往往采用近似方法進(jìn)行計(jì)算，即沿著軸方向分成若干區(qū)段，先計(jì)算各區(qū)段的絕對(duì)膨脹值，然后進(jìn)行修正和疊加，得出汽缸的絕對(duì)膨脹值。 由于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向位置是由推力軸承固定的，所以差脹是以推力軸承為起點(diǎn)（相對(duì)死點(diǎn)）的某一處轉(zhuǎn)子和汽缸總的膨脹差，例如高壓缸在C點(diǎn)處的差脹可表示為CyyCxxyxdy

15、ttdxttLLL00)()(yxLL ,)(tx)(tyxtyt式中 分別為轉(zhuǎn)子和汽缸的膨脹值（mm） ， 分別為轉(zhuǎn)子和汽缸材料的線膨脹系 數(shù)（1/ ）； ， 分別為轉(zhuǎn)子和汽缸的計(jì)算工況溫度 增量（ ）。第24頁/共44頁 由于汽缸和轉(zhuǎn)子是由很多區(qū)段組成的，所以計(jì)算差脹時(shí)，也是先計(jì)算各區(qū)段的差脹，然后相加。由上可知，加熱時(shí)差脹由前段至后段，一般是遞增的，這就是一般制造廠在設(shè)計(jì)動(dòng)靜部分軸向間隙時(shí)，自前至后把間隙設(shè)計(jì)得越來越大的原因。一旦某一差脹超過預(yù)留的軸向動(dòng)靜部分之間的間隙，就將發(fā)生動(dòng)靜部分摩擦，造成設(shè)備損壞。 二 汽輪機(jī)脹差過大的原因 汽輪機(jī)在啟動(dòng)、暖機(jī)和升速、停機(jī)過程中，或在運(yùn)行中工況發(fā)

16、生改變時(shí)，都會(huì)由于溫度變化而引起轉(zhuǎn)子和汽缸不同程度的熱膨脹。 汽輪機(jī)帶負(fù)荷后，轉(zhuǎn)子和汽缸受熱逐漸趨于飽和，它們之間的相對(duì)脹差也逐漸減少，最后達(dá)到某一穩(wěn)定值。在運(yùn)行中，一般負(fù)荷的變化對(duì)熱膨脹的影響是不大的，只有在負(fù)荷急劇變化或主蒸汽溫度不穩(wěn)定時(shí)，由于溫度變化大，才會(huì)對(duì)熱膨脹產(chǎn)生較大的影響。第25頁/共44頁 正脹差過大的原因一般有： 1. 啟動(dòng)時(shí)暖機(jī)時(shí)間不夠，升速過快或增負(fù)荷速度過快； 2. 汽缸夾層、法蘭加熱裝置汽溫太低或流量較小, 引起加熱不足； 3. 進(jìn)汽溫度升高； 4.軸封供汽溫度升高,或軸封供汽量過大; 5.真空降低,引起進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量增大; 6.轉(zhuǎn)速變化; 7.調(diào)節(jié)汽門開度增加

17、,節(jié)流作用減小; 8.滑銷系統(tǒng)或軸承臺(tái)板滑動(dòng)卡澀,汽缸膨脹不出; 9.軸承溫度太高;第26頁/共44頁 10.推力軸承非工作面受力增大并磨損,轉(zhuǎn)子向機(jī)頭方向移動(dòng); 11.汽缸保溫脫落或有穿堂冷風(fēng); 12.多缸機(jī)組其他相關(guān)汽缸脹差變化,引起本缸脹差變化; 13.多層缸夾層中流入冷汽或冷水; 14.脹差指示表不準(zhǔn),或頻率、電壓變化第27頁/共44頁 負(fù)脹差過大的原因一般有： 1. 負(fù)荷下降速度過快或甩負(fù)荷； 2. 汽缸夾層、法蘭加熱裝置汽溫加熱過度； 3. 進(jìn)汽溫度急劇下降； 4.軸封供汽溫度降低,或軸封供汽量過小; 5.真空升高,引起進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量減小; 6.水沖擊； 7.進(jìn)汽溫度低于金屬

18、溫度小; 8.滑銷系統(tǒng)或軸承臺(tái)板滑動(dòng)卡澀,汽缸收縮不回; 9.軸承溫度太低; 10.軸向位移向負(fù)值變化;第28頁/共44頁 11.多缸機(jī)組其他相關(guān)汽缸脹差變化,引起本缸脹差變化; 12.多層缸夾層中流入高溫蒸汽（進(jìn)汽短管漏汽）; 13.脹差指示表不準(zhǔn),或頻率、電壓變化第29頁/共44頁 三 脹差過大的危害和監(jiān)視措施 隨著機(jī)組功率增大，級(jí)間效率提高，機(jī)組軸封和動(dòng)靜葉片之間的軸向間隙設(shè)計(jì)得越來越小。若啟停或運(yùn)行過程中脹差變化過大，超過了設(shè)計(jì)時(shí)予留的間隙，將會(huì)使動(dòng)靜部件發(fā)生摩擦，引起機(jī)組強(qiáng)烈振動(dòng)，以致造成機(jī)組損壞事故。為此，一般汽機(jī)都規(guī)定有脹差允許的極限值。它是根據(jù)動(dòng)靜葉片或軸封軸向最小間隙確定的，

19、即當(dāng)轉(zhuǎn)子與汽缸相對(duì)脹差值達(dá)到極限值時(shí)，動(dòng)靜葉片或軸封軸向最小間隙仍留有一定的合理間隙。 因此，為了在汽輪機(jī)啟動(dòng)、暖機(jī)和升速過程中，或在運(yùn)行、停機(jī)過程中，保護(hù)機(jī)組的安全，必須設(shè)置汽輪機(jī)熱膨脹測(cè)量裝置和轉(zhuǎn)子與汽缸相對(duì)膨脹測(cè)量裝置。一旦缸脹或差脹值達(dá)到允許極限值時(shí)，立即發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，以便運(yùn)行人員及時(shí)采取相應(yīng)措施，保護(hù)機(jī)組的安全。有的大型機(jī)組還裝設(shè)了脹差保護(hù)裝置。在脹差超限時(shí)，不僅發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，也可令機(jī)組停機(jī)。停機(jī)保護(hù)一般只在機(jī)組停機(jī)過程中及低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)投入。因?yàn)檎r(shí)，脹差一般變化不大。第30頁/共44頁四 缸脹測(cè)量裝置 缸脹測(cè)量裝置常用儀表為線形變量差動(dòng)互感器 。LVDT是一種電氣機(jī)械式傳

20、感器，由一芯桿與外殼所組成，桿狀鐵芯固定在被測(cè)物體上，此鐵芯沿軸向放置在線圈組件內(nèi)，并且形成一個(gè)連接線圈的磁力線通路，在外殼中有三個(gè)等距分布在圓筒形線圈架上的線圈，中央的線圈是初級(jí)線圈，供給交流電源進(jìn)行激勵(lì)；在中心點(diǎn)的兩側(cè)各繞有一個(gè)次級(jí)線圈，外面的兩個(gè)線圈感應(yīng)出電壓，這兩個(gè)線圈是反向連接，因此，次級(jí)線圈的凈輸出是該兩線圈所感應(yīng)的電勢(shì)差。當(dāng)線圈內(nèi)的鐵芯處于中間位置時(shí)，兩個(gè)次級(jí)線圈所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)相等，變送器輸出的信號(hào)為零。當(dāng)鐵芯與線圈有相對(duì)位移，例如鐵芯向上移動(dòng)時(shí)，則上半部線圈所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)較下半部線圈所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)大，其輸出的電壓代表上半部的極性。副線圈感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)經(jīng)整形濾波后，轉(zhuǎn)變?yōu)殍F芯與線圈

21、間相對(duì)位移的電信號(hào)輸出。第31頁/共44頁第四節(jié) 汽機(jī)轉(zhuǎn)速、零轉(zhuǎn)速監(jiān)視第32頁/共44頁一、超速的原因、危害和轉(zhuǎn)速測(cè)量方法（一）汽輪機(jī)超速的原因 汽輪機(jī)運(yùn)行中的轉(zhuǎn)速是由調(diào)速器自動(dòng)控制并保持恒定的。當(dāng)負(fù)荷變動(dòng)時(shí)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速將發(fā)生變化。這時(shí)調(diào)速器變動(dòng)作，調(diào)速汽門隨著開大或開小，改變進(jìn)汽量，是轉(zhuǎn)速維持在額定轉(zhuǎn)速。 汽輪機(jī)超速的原因，主要是負(fù)荷突變或調(diào)速系統(tǒng)工作不正常，不能起到控制轉(zhuǎn)速作用。 在下列情況下，汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速上升很快，這時(shí)若調(diào)速系統(tǒng)工作不正常，失去控制轉(zhuǎn)速的作用，就會(huì)發(fā)生超速： （1）汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中，由于系統(tǒng)線路故障，使發(fā)電機(jī)油斷路器跳閘，汽輪機(jī)負(fù)荷突然甩到零。 （2）單個(gè)機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)

22、行時(shí)，負(fù)荷驟然下降。 （3）正常停機(jī)過程中，解列的時(shí)候或解列后空負(fù)荷運(yùn)行時(shí)。第33頁/共44頁 （4）汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中，闖過臨界速度后應(yīng)定速時(shí)或定速后空負(fù)荷運(yùn)行時(shí)。 （5）危急保安器作超速試驗(yàn)時(shí)。 （6）運(yùn)行操作不當(dāng)。 調(diào)速系統(tǒng)工作不正常造成超速的原因較多，比如： （1）調(diào)速器同步器的下限太高，當(dāng)汽輪機(jī)甩負(fù)荷降至零時(shí)，轉(zhuǎn)速上升速度太大以致超速。 （2）速度變動(dòng)率過大，當(dāng)負(fù)荷驟然由滿負(fù)荷降至零時(shí)，轉(zhuǎn)速上升速度太大以致超速。 （3）調(diào)速系統(tǒng)遲緩率過大，在甩負(fù)荷時(shí)，調(diào)速汽門不能迅速關(guān)閉，立即切斷進(jìn)汽； （4）調(diào)速系統(tǒng)連桿卡澀或調(diào)速汽門卡住，失去控制轉(zhuǎn)速的作用。 第34頁/共44頁（二）汽輪機(jī)超速的危

23、害 汽輪機(jī)是高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)各轉(zhuǎn)動(dòng)部件會(huì)產(chǎn)生很大的離心力，這個(gè)離心力直接與材料承受應(yīng)力有關(guān)，而離心力與轉(zhuǎn)速的平方成正比。當(dāng)轉(zhuǎn)速增加10%時(shí)，應(yīng)力將增加21%；轉(zhuǎn)速增加20%時(shí)，應(yīng)力將增加44%。在設(shè)計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)件的強(qiáng)度裕量是有限的，與葉輪等緊力配合的旋轉(zhuǎn)件，其松動(dòng)轉(zhuǎn)速通常是按高于額定轉(zhuǎn)速的20%考慮的。尤其是隨著機(jī)組參數(shù)的提高和單機(jī)功率的增大，機(jī)組時(shí)間常數(shù)越來越小，甩負(fù)荷后飛升加速度更大。因此，運(yùn)行中若轉(zhuǎn)速超過這個(gè)極限，就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞設(shè)備事故。嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)斐娠w車事故。所以，一般制造廠規(guī)定汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速不允許超過額定轉(zhuǎn)速的110%112%，最大不允許超過額定轉(zhuǎn)速的115%。 第35頁/共

24、44頁第五節(jié) 汽輪機(jī)偏心監(jiān)視第36頁/共44頁一、汽輪機(jī)主軸彎曲的原因、危害與監(jiān)視（一）機(jī)組主軸彎曲的原因汽輪機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)或運(yùn)行過程中的主軸彎曲現(xiàn)象是經(jīng)常發(fā)生的，這是由于轉(zhuǎn)子和汽缸各部件的加熱或冷卻程度不同，形成一定的溫差。轉(zhuǎn)子暫時(shí)性的熱彎曲稱彈性彎曲，這種彎曲一般通過正確盤車和暖機(jī)是可以消除的。但是，轉(zhuǎn)子與汽封之間產(chǎn)生嚴(yán)重徑向摩擦、汽缸進(jìn)水、上下缸溫差過大、軸封或隔板汽封間隙調(diào)整不當(dāng)、汽缸加熱裝置使用不當(dāng)?shù)?，都?huì)使主軸產(chǎn)生永久性彎曲，即轉(zhuǎn)子完全冷卻后仍存在彎曲。此時(shí)，只能停機(jī)進(jìn)行直軸。如果仍繼續(xù)運(yùn)行，則會(huì)造成設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞，如通流部分嚴(yán)重磨損、汽封片推倒損壞、推力瓦損傷等惡性事故發(fā)生。第3

25、7頁/共44頁在汽輪機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)行和停機(jī)過程中，主軸彎曲的原因可概括為下述幾個(gè)方面：1、由于主軸與靜止部件發(fā)生摩擦引起彎曲 主軸與靜止部件發(fā)生摩擦，在摩擦地點(diǎn)附近，主軸因摩擦發(fā)生高熱而膨脹，產(chǎn)生反向壓縮應(yīng)力，促使軸彎曲。當(dāng)反向壓縮應(yīng)力小于主軸材料的彈性極限時(shí)，冷卻后軸仍能伸直恢復(fù)原狀，在以后正常運(yùn)行中不會(huì)再出現(xiàn)彎曲，此種彎曲叫做彈性彎曲。若反向壓縮應(yīng)力大于材料彈性極限，軸彎曲后在冷卻時(shí)也不能再伸直恢復(fù)原狀，此種彎曲叫做永久彎曲。此時(shí)，就得進(jìn)行直軸工作。第38頁/共44頁2、由于制造或安裝不良引起軸彎曲在制造過程中，因熱處理不當(dāng)或加工不良，主軸內(nèi)部還存在著殘余應(yīng)力。在主軸裝入汽缸后運(yùn)行過程中，這種殘余應(yīng)力會(huì)局部或全部消失，致使軸彎曲。在安裝或換裝葉輪時(shí)，安裝不當(dāng)或葉輪加熱變形，因膨脹不均勻而使主軸發(fā)生彎曲。第39頁/共44頁3、由于檢修不良引起軸彎曲（1）通流部分軸向間隙調(diào)整不合適，使隔板與葉輪或其它部分在運(yùn)行中發(fā)生單面摩擦，軸產(chǎn)生局部過熱而造成彎曲。（2）軸封、隔板汽封間隙過小或不均勻，啟動(dòng)后與軸發(fā)生摩擦而造成軸彎曲。 （3）轉(zhuǎn)子中心沒有找正，滑銷系統(tǒng)沒有清理干凈，或者轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡沒有消除等原因，在啟動(dòng)過程中產(chǎn)生較大的振動(dòng)，使主軸與靜止部件發(fā)生摩擦而彎曲。（4）汽封門或調(diào)速汽門檢修質(zhì)量不良，有漏氣，于是汽輪機(jī)在停機(jī)過程中，因蒸汽漏入機(jī)