軸向位移

軸向位移又叫串軸，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。

基本介紹

• 中文名：軸向位移
• 外文名：Axial displacement
• 別名：串軸
• 影響因素：負荷變化、頻率變化等

徑向與軸向的區別

徑向

徑向就是沿直徑或半徑的直線方向，或垂直於軸的直線方向。在地表，通常指以某一點為中心點的切平面中，通過該點的直線的方向。在無線電導航中或無線電測量中，特指通過某一中心點（線）延展出來的磁力線方向。

軸向

軸向通常是針對圓柱體類物體而言，就是圓柱體旋轉中心軸的方向，即與中心軸共同的方向。“徑向”垂直於“軸向”，即圓柱體端面圓的半徑或直徑方向。徑向與軸向空間垂直。物理中分析物體受力或運動時也會用到這個概念。

影響軸向位移的因素

1).負荷變化

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

軸向推力增大的因素有

（1）負載增加，則主蒸汽流量增大，各級整齊壓差隨之增大，使機組軸向推力增大。抽氣供熱式或背壓式機組的最大軸向推力可能發生在某一中間負荷，因為機組除了電負荷增加外，還有供熱負荷增加的影響因素。

（2）主蒸汽參數降低，各級的反動度都將增大，使機組軸向推力增大。

（3）隔板氣封磨損，漏氣量增加，使級間壓差增大。

（4）機組通流部分因蒸汽品質不佳而結垢時，相應級的葉片和葉輪前後壓差將增大，使機組的軸向推力增加。

（5）發生水衝擊事故時，機組的軸向推力將明顯增大。

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。

軸向位移的監視

汽輪機轉子的軸向位移是用來監視推力軸承工作狀況的。近來，一些機組還裝設了推力瓦油膜壓力表，運行人員利用這些表計監視汽輪機推力瓦的工作狀況和轉子軸向位移的變化。汽輪機軸向位移停機保護值一般為推力瓦塊烏金的厚度減0.1—0.2mm，其意義是當推力瓦烏金磨損熔化而瓦胎金屬尚未觸及推力盤時即跳閘停機，這樣推力盤和機組內部都不致損壞，機組修復也比較容易。

在推力瓦工作失常的初期，較難根據推力瓦回油溫度來判斷。因為油量很大，反應不靈敏，推力瓦烏金溫度表能較靈敏地反映瓦塊溫度的變化。但是運行機組推力瓦塊烏金溫度測點位置及與烏金表面的距離，均使測得的溫度不能完全代表烏金最高溫度。因此，各製造廠根據自己的經驗制定了限額。油膜壓力測點能夠立即對瓦塊負荷變化作出反應，但對油膜壓力的安全界限數值，目前還不能提出一個共同的標準。

軸向位移的危害

機組的軸向位移應保持在允許範圍內，一般為0.8～1.0mm，超過這個數值就會引起動靜部分發生摩擦碰撞，發生嚴重損壞事故，如軸彎曲，隔板和葉輪碎裂，汽輪機大批葉片折斷等。 轉子軸向位移（也被成為竄軸）這一指標主要是用以監督推力承軸的工作狀況。

汽輪機運行中，汽流在其通道中流動時所產生的軸向推力是由推力承軸來承擔的，並由它來保持轉子和汽缸的相對軸向位置。不同負荷下軸向推力的大小是不同的，推力承軸在受壓時產生的彈性變形也相應變化，所以運行中應該將位移數值和準值作比較，藉以查明機組運行是否正常。

作用在汽輪機轉子的軸向推力，是由推力承軸來承受的，推力承軸承受轉子的軸向推力並維持汽輪機通流部分正常的動靜軸向間隙。如果顯然，軸向推力的變化將影響推力承軸工況的變化，進而會影響到汽輪機動靜軸向間隙。從汽輪機安全運行的角度看來，動靜軸向間隙是不允許由過大的變化的，所以通常均在推力承軸部位裝設汽輪機轉子軸向位移監測裝置，以保證汽輪機組的安全工作。

推力承軸，包括承軸座架、瓦架、油膜，並非絕對剛性，也就是說在軸向推力用下會產生一定程度的彈性位移。如果汽輪機軸向推力過大，超過了推力承軸允許的負載限度，則會導致推力承軸的損壞，較常見到的就是推力瓦磨損和燒毀，此時推力承軸將不能保持機組動靜之間的正常軸向間隙，從而將導致動靜碰磨，嚴重時還會造成更大的設備損壞事故。

由於機組在正常工況下運行時，作用在汽輪機轉子上的軸向推力就很大，如果再發生以上幾種異常情況，軸向推力將會更大，引起推力瓦塊溫度升高，嚴重時會使推力瓦塊融化。

軸向位移大如何消除

如果是機組運行中軸向位移偏大，那就降負荷，這樣就能減少軸向位移。

機組停機後應該用千斤頂檢查轉子產生軸向位移的原因，比如推力瓦塊的推力間隙是否過大，軸承是否定位不良，找到原因並消除。還有就是檢查軸向位移的測量迴路是否存在問題。