3号汽轮机轴向位移分析（阮）
异常现象:
近段时间，3号机组汽轮机轴向位移在400,500MW发生,0.45,,0.63mm的波动，在580MW以上轴向位移变化为,0.82mm。
异常分析:
1、 轴向位移的变化说明汽轮机的轴向推力发生了变化。
2、 3、4号汽轮机的轴向推力向发电机为正，向汽轮机为负。由于是冲动式汽轮机，高压缸
/中压缸各级叶片的反动度为0.05/0.1，蒸汽在动叶上形成的压差极小，且高中压缸反向
布置，大部分的轴向推力抵消。低压缸呈对称布置，其轴向推力相抵。除低压缸末三级
叶片外，汽轮机转子叶轮上都设置平衡孔，除平衡叶轮两端压力外，抽吸叶根端部二次
流，降低叶高(端部)损失。因此说明冲动式汽轮机正常运行时压差引起的轴向推力极
小。
3、 轴向推力除动叶上压差形成外，主要还来自于蒸汽的冲动力，冲动式汽轮机蒸汽在静叶
中膨胀，降温降压扩容，形成高速汽流冲动动叶，汽流作用力在圆周方向推动汽轮机做
功，在轴向形成轴向推力，因此冲动式汽轮机的轴向推力主要来自于汽流的轴向推力。 4、 蒸汽冲动力作用的轴向推力F=G(c*sinα,csinα)，与蒸汽流量成正比，与进入动叶1122
的进出口流速和方向角有关。总体而言，当蒸汽流量增大时，流速增大，α基本不变，1oα从大值向额定的90接近，轴向推力增大。 2
5、 在3、4汽轮机中，汽轮机倒缸后轴向推力为正，为发电机方向，即中压缸的轴向推力
比高压缸大，随着负荷增加，流量变大，低压缸平衡，高压缸9级动叶增大的推力比中
压缸的5级动叶大，平衡后的轴向推力开始减小，在11月2日3号机组正常工况(,1
高加、,6低加投入)，在负荷587MW时轴向位移,0.41mm变化至,0.62mm，即轴向
推力由正变化为平衡(平衡的轴向位移为,0.7)。
6、 在11月15日，3号机组性能试验结束，,6低加因故撤出，3号汽轮机的轴向位移在
550MW时由-0.44mm到-0.57mm，即轴向推力的平衡点提前，主要原因是,6低加撤出
后汽轮机蒸汽流量上升，造成高中压缸的轴向推力比正常时增大，平衡后的推力在零值
附近。
7、 目前3号机组，轴向位移在400MW开始至580MW由-0.44mm~-0.63mm波动，即平衡
点又往低负荷推移，主要原因为4抽抽汽量的降低，4号机组停机消缺后，3号机组4
抽供4号机组的除氧器加热和轴封用汽隔离，造成中压缸流经蒸汽量减少，而高压缸流
量相对降低较少。当机组负荷达到580MW以上，轴向位移为,0.82mm，即轴向推力已
经为负值。
8、 3号汽轮机在400MW~580MW时，轴向位移的波动非常频繁，微小的主蒸汽流量变动
造成转子轴向位移变化，主要的原因是因为再热器的热惯性，使中压缸蒸汽流量和轴向
推力稳定，而高压缸流量变化直接影响了整个汽轮机的推力变化。在大幅度蒸汽流量变
化时，影响轴向推力因素除蒸汽流量外还取决蒸汽流量的变化率，因此会出现蒸汽流量
增加而变化率降低时轴向位移向正值变化的情况。
9、 本月11月28日，4号机组启动中，由于3号机组负荷保持300MW，没机会观察4号机
组用3号机组4抽蒸汽供除氧器加热对3号机组的轴向位移变化。但在4号机组暖缸时，
由于辅汽压力不足，需要3号机组将辅汽切至冷再供，即3号机组高压缸排汽中增加了
对4号机组除氧器供热、汽轮机轴封和暖缸用汽，共约冷再蒸汽流量25t/h左右，使3
号机组轴向推力为负，轴向位移在,0.65mm,,0.79mm波动，再次
证明
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3号机组目前
400,580MW正出在轴向推力平衡的工况，任何高、中压缸的蒸汽流量变化都会使汽轮
机轴向推力产生方向性的变化。
轴向位移在一定范围内变化，对汽轮机并不会造成影响，在设计中允许转子轴向位移而不会造成动静摩擦，并由推力轴承承担轴向推力，(设计中推力轴承能够承受中联门关闭突然形成的巨大轴向推力)对汽轮机轴承，由于油膜的存在也不会造成轴瓦损伤，但对发电机中的励磁碳刷，由于是直接接触，可能会造成碳刷的磨损不均匀，造成使用寿命降低和碳刷部分发热。因此要加强对碳刷的监视。
另外当轴向位移超限(,1.65mm、0.8mm)和推力轴承温度达100?，要果断破坏真空紧急停机，避免汽轮机内部动静摩擦、推力轴承磨损。
浙公网安备 33021202002483