汽轮机轴向位移测量系统的安装调试及故障分析.pdf

S 电 力 安 全 技 术 第1 4 卷(2 0 1 2 年 第5 期) 汽轮机轴向位移测量系统的 安装调试及故障分析 瞿 七 九 ( 广 东粤 电靖海发电有限公 司，广 东 揭阳 5 1 5 2 2 3 ) 汽轮机是以高温、高压蒸汽作为动力的高速旋 转机械 ，为了防止汽轮机转子与隔板组件发生摩擦 和碰撞 ，叶片和喷嘴之间、轴封动静部分之间以及 叶轮与隔板之间必须保持适当的轴向间隙。当汽轮 机转子润滑油系统故障而导致油膜破坏后，机组负 荷猛增或猛减、水冲击或动叶结垢等都将会增加转 子轴向推力，造成推力瓦乌金烧熔，使转子发生窜 动 ，轴 向位移增大，进而使汽轮机的动静部分发生 摩擦、碰撞 ，将会造成如叶片断裂、主轴弯曲等严 重事故。因此，大型汽轮机必须设置轴向位移监视 与保护装置，当轴向位移超过报警值时，发出报警 信号 ，提醒运行人员注意并及时采取措施 ；当轴向 位移超过危险值时，保护装置动作，紧急停机。 1 轴向位移测量系统 轴向位移测量装置主要由测量盘和位移传感器 检测系统组成。测量盘是安装在汽轮机转子上随转 子一起移动的部件。汽轮机在受热或冷却时，转子 和汽缸都会发生变形移动 ，为了准确地测量汽轮机 转子的移动位移，以避免汽缸变形量的影响，要恰 当地选择测量盘的安装位置。 根据 A P I 6 7 0 标准要求，测量盘与位移传感器 的距离应小于 3 0 5 mm。因为如果距离过大，由于 汽缸热膨胀的影响， 所测得的间隙不能反映转子的 轴向位移量。在汽轮机整个安装系统中，高压缸与 中压缸连接处是汽缸的膨胀死点，此处的汽缸膨胀 量可以忽略不计 ，而且此处的温度不受蒸汽温度的 影响，便于监测探头的安装和调整，因此选择此连 接处作为轴向位移测量装置的安装位置，具体如图 1 所示。测量盘的直径应根据所选择的传感器 的大 小来决定。若传感器线圈几何尺寸确定，则线圈激 一 9一 励出的磁场范 围是一定的，因而在被测体表面形成 的涡流区也是一定的，因此被测体感应区域应大于 传感器线圈直径的 2 5倍。 测量 系统采用 的是美 国 B e n t l y 3 5 0 0系列 ，其 探 头传 感器 和检测卡件分别是 ：l 1 mm探 头、前 置器、3 5 0 0 - 4 2 M 卡件和监视调整软件 。作为汽轮 机保护的重要信号 ，出于容错和信号误动的考虑 ， 探头传感器一般采用 3 支，并安装在同一支架上， 分别送人 3 块检测卡件 ， 进行信号处理和逻辑运行 ， 最终向 DC S系统输出轴向位移显示值。 2 轴向位移零位确认和计算 汽轮机转子在安装轴向位移探头之前，需确认 转子在冷态时的位置 ，即转子的机械零位以及推力 盘与止推法兰的间隙。按照轴向位移探头安装的标 准程序，需将转子推到其机械零位，不得过推或用 力不够。对于东方汽轮机有限公司生产的 6 0 0 MW 超临界汽轮机，转子的机械零位是将转子推 向推力 轴承的工作瓦块处，并将转子向发电机移动的方向 作为正位移 ，反之则为反位移 ，如图 1 所示。 非工作瓦 工作瓦 转子 一 一 一 -一 、 图 1 探头布置示意 1 1 mm 探 头有效 检 测范 围为 0 54 5