什麼是軸向位移？

第一部分

1,什麼是汽輪機的軸向位移?

汽機軸向位移是指汽機轉子移動量。具體地說，就是轉子推力盤在推力瓦之間的移動量。

軸向位移反映的是汽輪機轉動部分和靜止部分的相對位置，軸向位移變化，也是定子和轉子軸向相對位置發生了變化。全冷狀態下一般以轉子推力盤緊貼推力瓦為零位．向發電機為正，反之為負，汽輪機轉子沿軸向移動的距離就叫軸向位移。

2.汽輪機軸向位移增大的原因及處理

汽輪機軸向位移增大的原因如下

1).負荷變化.突甩負荷。

2).葉片結垢嚴重.

3).汽溫變化.

4).蒸汽流量變化.

5).高壓軸封漏汽大,影響軸承座溫度的升高.

6).頻率變化.

7).運行中葉片斷落.

8).水衝擊.

9).推力軸瓦磨損或損壞.

10).抽汽停用,軸向推力變化.

11).發電機轉子竄動.

12).高壓汽封疏汽壓調節變化.

13).真空變化.

14).電氣式軸位移表受頻率,電壓的變化影響.

15).液壓式軸位移表受主油泵出口油壓,油溫變化等影響.

軸向位移增大的處理：

1) 當軸向位移增大時，應嚴密監視推力軸承的進、出口油溫、推力瓦金屬溫度、脹差及機組振動情況.

2) 當軸向位移增大至報警值時，應報告值長、運行經理，要求降低機組負荷；

3) 若主、再熱蒸汽參數異常，應恢復正常；

4) 若系統周波變化大、發電機轉子串動，應與PLN調度聯繫，以便儘快恢復正常；

5) 當軸向位移達－1.0mm或+1.2mm時保護動作機組自動停機。否則手動打閘緊急停機；

6) 軸向位移增大雖未達跳機值，但機組有明顯的摩擦聲及振動增加或軸承回油溫度明顯升高應緊急停機；

7)若軸向位移增大而停機後，必須立即檢查推力軸承金屬溫度及軸承進、回油溫度，並手動盤車檢查無卡澀，方可投入連續盤車，否則進行定期盤車。必須經檢查推力軸承、汽輪機通流部分無損壞後方可重新啟動。

第二部分

1、軸向的概念

又叫串軸，就是沿著軸的方向上的位移。總位移可能不在這一個軸線上，我們可以將位移按平行、垂直軸兩個方向正交分解，在平行軸方向上的位移就是軸向位移。軸向位移反映的是汽輪機轉動部分和靜止部分的相對位置，軸向位移變化，也是靜子和轉子軸向相對位置發生了變化。全冷狀態下一般以轉子推力盤緊貼推力瓦為零位。向發電機為正，反之為負。汽輪機轉子沿軸向向後移動的距離就叫軸向位移。

2、軸位移探頭安裝示意圖

3、軸向位移測量說明

1) 機動設備在轉動時，轉子因本身特性會產生軸向竄動；

2) 轉子的竄動只要不超過一定的限度，就不會發生動靜部件的碰磨，因此就會安裝推力軸承限制轉子軸向竄動量，安裝推力軸承後轉子的軸向竄動總量稱為推力間隙；該間隙大小為d；

3) 從上圖可以看出轉子推力間隙大小：d=C₁+C₂＝C_f-C_b，在停機狀態下，可推動轉子由百分表直接測量出d值；

注:圖中所架百分表為傳感器安裝後走線性時用

4) 當設備運轉時，轉子在兩推力軸承之間的實際位置無法由百分表直接測量得出，因此採用軸位移探頭對轉子的位置實時監測，確保轉子始終在兩個推力軸承限定的範圍內竄動。

5) 當出現不正常情況時，推力軸承會磨損，轉子可竄動的量將增大，為了確保動靜部件之間不會碰磨，通過軸位移探頭測得的軸位置如果超出前後允許的極限（該極限值大於推力間隙，也就是說允許主副推力軸承有一定量的磨損，該值由設計單位給出，即軸位移的報警和聯鎖值），因此一般將軸位移探頭的零點定在推力軸承所限制的前後極限位置的中間，即圖中所示的1位置。

4、軸位移測量原理及方法

1）機組軸位移的測量一般採用電渦流傳感器來測量。測量原理是由電渦流傳感器和同其配套的前置器形成一個高頻振盪器。該振盪器的振幅（間隙電壓）隨著傳感器探頭與金屬被測物的接近而衰減（這是因為隨著探頭與被測物之間距離發生變化（減小），探頭線圈內的磁通量就會發生變化（增大），因而線圈產生的反電動勢就會跟著變化（增大）。所以該振盪器的振幅就會衰減。）衰減的幅度與傳感器探頭和金屬被測物之間的距離成正比。

2）我們通常使用的電渦流傳感器和前置器以及二次儀表（或監測系統）為Bently Neveda Corporation 公司的產品。該公司的電渦流傳感器有3300系列和7200系列兩種大類。對軸向位移探頭，其探頭直徑有5mm 8mm 11mm 16mm等幾種，前置器和探頭的設計使前置器的輸出電壓變化與間隙變化相關聯，電壓變化與間隙變化之間的比值稱為比例係數，在前置器和探頭的銘牌上有比例係數。一般為3.94mV/mm或7.87mV/mm。位移探頭的測量範圍一般為-1mm到1mm或-2mm到2mm.我們常用的為-1mm到1mm，比例係數為7.87mV/mm（注意：在10mil到90mil之間的80mil的間隙變化是線性範圍）（1mil＝1/1000inch＝0.0254mm）。一般傳感器與前置器在出廠前已經進行了線性校準。所以在安裝時，不再校準（如需重新標定，這可以用本特利提供的專用工具TK-3校驗）。

3）在對位移探頭安裝時，應注意到測量的是以轉子在中點位置為零點的軸向移動，是正負兩個方向的位移。因此首先要確定零點的電壓或電流值，保證所測量值始終在探頭特性的線性範圍內。與位移探頭配套的前置器有兩種，一種是常用的其輸出信號是電壓信號，需經過Bently公司的配套監測系統3300或3500系統對信號進行處理以後，進行位移顯示和安全保護聯鎖等功能或輸出一個標準的4-20mA的電流信號給其他PLC或DCS系統去做進一步的顯示和運算處理。另一種是輸出信號是一個標準的4-20mA的電流信號，該信號可直接接入PLC或DCS系統去做顯示和安全保護功能。

4）對於輸出信號是電壓信號的前置器，在安裝位移探頭確定零位時，一般取間隙電壓為10V左右的位置為零點（根據bently系統組態不同有差異），該電壓為零點電壓（U0）。

5）對於輸出信號是一個標準的4-20mA的電流信號的前置器，一般都在出廠時已經由廠家調整好了零位和量程範圍（根據型號），並在前置器的銘牌上註明。這時我們需記下零點電流(I0＝12mA)對應的間隙電壓，以備在探頭安裝時用到。

5、軸位移安裝方法

1）在探頭安裝前，應預先確定零點電壓（U₀）或電流(I₀)；

2）通常機械專業會將轉子推至：中間位置、前極限位置、後極限位置三種位置，對應關係如下：

止推盤貼緊推力軸承1（C₁=0，C₂=d） 前極限位置

止推盤貼緊推力軸承2（C₁₌d，C₂₌0 ） 後極限位置

止推盤在中間（C₁=C₂=d/2 ） 中間位置

注：一般兩副推力軸承分為主推力軸承和副推力軸承。

注:軸向位移傳感器安裝前,應將推力盤緊靠正推力瓦或緊靠負推力瓦,推力盤即止推盤

3）因為位移盤與止推盤同時固定在轉子上，所以位移盤與止推盤具有相同的位置關係，如上圖所示1（中間位置）、2（前極限位置）、3（後極限位置）；

4）在軸位移探頭安裝過程中，首先由機械專業人員測量推力間隙值（d），然後將轉子推至上述三個位置的任意一個，並將實際位置一併告知儀表專業人員(中間位置一般不採用)。

5）當轉子軸向實際位置確定後，安裝並調整軸位移探頭位置。

6） 對於輸出信號是電壓信號的前置器：

（1）間隙電壓U＝U₀±KD_S

U₀為中點電壓

D_S

為轉子偏離中點位置的大小

K：探頭的比例係數(即探頭的靈敏度V/mm)

探頭與位移盤間隙比中間位置增大時取正，反之取負

兩個極限位置D_S為d/2.

根據上式計算轉子所處實際位置時的間隙電壓U

（2）初步調節軸位移探頭使間隙電壓為U,此時觀察操作站上軸位移讀數是否為±d/2，如存在偏差，則微調探頭位置，使操作站軸位移讀數顯示為±d/2（符號由轉子在哪個極限位置決定）。

7）對於輸出信號是一個標準的4-20mA的電流信號的前置器

（1）電流I＝I₀±K_iD_S

I₀為中點電流

D_S為轉子偏離中點位置的大小

K_i：比例係數

探頭與位移盤間隙比中間位置增大時取負，反之取正

兩個極限位置D_S為d/2.

K_i＝16/S

S為量程

根據上式計算出轉子所處實際位置時的電流

（2）初步調節軸位移探頭使電流為I,此時觀察操作站上軸位移讀數是否為±d/2，如存在偏差，則微調探頭位置，使操作站軸位移讀數顯示為±d/2（符號由轉子在哪個極限位置決定）。

5）鎖緊探頭鎖緊螺母；

6）將轉子調到兩個極限位置，操作站軸位移應顯示±d/2，偏差不應超出1%。