彭广仁
（中国能源建设集团华北电力试验研究院有限公司 天津市河东区 300171）
摘要：由于轴向位移和胀差保护对保证机组安全运行具有重要作用，在汽机保护安装、调试过程中倍受关注。但是，又因其安装、调试过程很繁琐，容易导致调试人员忽视一些细节问题，从而影响机组的整体调试水平。
关键词：汽机；位移；胀差
在高参数，大容量汽轮发电机组中，汽轮机位移和胀差是直接反映汽轮机动、静间隙的两项最重要的技术参数，也是两项重要的保护。目前，由于许多机组的位移和差账参数误差较大，甚至无法正常监测和投入保护，严重影响机组的安全运行。
本文结合差账和位移安装、调试需要注意的环节和某厂出实际问题案件，对汽机位移及胀差保护安装调试过程中存在的信号屏蔽及接地、探头的现场校验、串轴方向及机械零位的确定、电气零位、安装间隙及探头的安装等问题进行了简单探讨。
一、汽机位移及胀差保护安装与调试
1、信号屏蔽及接地问题。需要解决的问题是：（1）既要保证信号线的正确接入，又要保证测量弱电信号屏蔽外来强电信号的干扰，即保证信号屏蔽线的接地点共地。（2）保证接线工艺（包括屏蔽线连接工艺）的美观性。从现场接入的探头测量屏蔽电缆，由于其本身有一定的刚度，一般无法直接接到BTG 或架装盘内的TSI 装置上，这就存在中间转接的过程。即将其先接到BTG 或架装盘端子排上，再从盘内端子排上引到TSI 装置上。在转接过程中，屏蔽线的连接往往会处理不当。有些施工人员直接将电缆屏蔽线两头浮空，这样就起不到屏蔽的作用；有的简单地将电缆屏蔽线接地点接在现场端子箱接地点上或直接接在盘内接地点上；有的甚至干脆将电缆屏蔽线的两头都接地，这样就无法保证信号屏蔽线共地的要求，会引入附加电势，同样起不到屏蔽的作用。
正确的连接方法是：电缆屏蔽线探头端浮空，盘柜端从屏蔽网引出1 根电缆线与盘内的屏蔽电缆屏蔽网引出线相接，通过TSI 装置的接地点接地。这样既达到了所有测量信号屏蔽共地的要求，又保证了接线工艺的美观性。
2、探头校验。采用汽机保护校验装置对探头进行校验，并得出探头特性曲线，有助于在安装调试过程中选取合适的测量范围，确定最佳的安装间隙。有些调试人员单凭厂家的出厂校验报告来判定探头好坏，作为调试依据，是不严谨的。由于探头一般装在轴承箱内，调试工作必须在停机状态下进行。以往工程中就有因为探头质量问题，迫使机组在运行过程中停机检修的先例。所以，探头校验对保证调试质量，减少返工是不可缺少的。
3、电气零位、安装间隙及探头的安装调试
电气零位。首先要通过探头校验取得探头特性曲线，根据轴向位移和胀差测量的量程范围，选取探头曲线线性最好的一段作为探头的工作范围，其中点为电气零位（正负量程相等的情况下）。
安装间隙。探头的安装间隙一般厂家有要求。此要求是建立在探头的出厂校验报告（探头曲线）之上的，安装调试人员可根据现场校验得出的探头特性曲线进行修正。探头安装间隙的确定要考虑2 个方面，既要保证探头的全量程均位于探头曲线线性最好的区域内，又要保证在轴向位移及胀差满量程时探头不被磨损。
探头的安装。这一环节须特别强调。探头安装的理想情况是：在大轴处于机械零位状态下，按确定的安装间隙Z 安装探头。由于大轴往往处于自由状态而非机械零位，在安装调试过程中难免会发生新的位移，这就存在一个位移量补偿问题。许多调试人员在安装探头时采取以下方法：根据大轴当前的位置计算出大轴相对于机械零位的位移量D。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆计算出当前相对于推力盘探头应设置的间隙L，L =安装间隙Z +位移量D。若在安装调试过程中发生新的位移量D1，则探头应安装在L1 位置，L1 =Z +D +D1。
二、某厂汽缸膨胀不畅原因的分析及处理
该电厂电机组通生产的亚临界、中间一次再热、单轴、三缸、双排汽、凝汽式汽轮机，由于机组的滑销系统的特殊性，高、中压缸膨胀死点为中压缸下缸后猫爪横销，使得所装测点所测的实际中压缸转子相对于该膨胀死点的的轴位移量；而低压缸胀差测点安装在低压缸转子与发电机转子连接的靠背轮的罩壳上，该靠背轮的罩壳直接固定在汽轮发电机所在的混凝土基础平台上，这样就造成了低压缸胀差测量的特殊性，使得低压缸胀差所测成为了转子在测点处相对于混凝土平台基础的位移量。
汽轮机组在运行工况下，高、中压缸轴向膨胀，以中压缸后猫爪的横销为死点，向前（机头方向）膨胀。在额定参数下，额定负荷时，中压缸前端的绝对膨胀是19.3mm，高压缸前端的绝对膨胀34.5mm（高、中压缸绝对膨胀的叠加）。低压外缸绝对膨胀以机侧低压排汽口下部横销为死点向发电机侧膨胀。推力轴承设在＃2 轴承箱内，可随同高压缸一起膨胀移动，整个汽轮发机转子以推力盘为死点，分别向前、后膨胀。结合该厂机组启机后发现低压缸胀差偏高已达到报警值一度接近跳机值，从而使得机组负荷一直无法高负荷运行。经过现场观察和对轴瓦的震动分析发现机组正常，没有任何不良倾向。
1、对低压缸胀差大的分析。由于低压缸胀差测点安装在低压缸转子与发电机转子连接的靠背轮的罩壳上，该靠背轮的罩壳直接固定在汽轮发电机所在的混凝土基础平台上，这就使得低压缸胀差的测量与低压缸缸体的膨胀没有关系。因此低压缸胀差的变大只能是低压转子或测量装置在测点处发生了位移。由于混凝土基础平台的热胀冷缩比较均匀，因此中心线的位置基本不变。天气遇冷时，两侧往中心线收缩。当靠近发电机侧收缩时带动低压胀差测量装置向机头方向移动，相当于低压转子在伸长；当另一侧收缩时，拉动高、中压缸膨胀死点使缸体向发电机侧移动，推力盘也相应移动，也相当于低压转子在伸长。两者叠加就是汽轮发电机组基础平台受冷收缩在低压胀差上的总体反映。
在这次是事件中，由于环境温度比较低，从而造成混凝土基础平台的冷缩的比较厉害。通过对查有关手册，汽轮发电机组钢筋混凝土构件的线膨胀系数得知，当环境温度，即混凝土基础平台温度下降 20 ℃时，低压胀差的变化可变化约3mm 左右。低压胀差增大的原因是由于汽轮发电机组混凝土基础平台遇冷收缩造成的。如今当气温回暖时，低压缸胀差逐渐降了下来，进一步说明了该原因的影响。
2、低压胀差控制值的改进。环境温度低时低压胀差增大直至超出原设计值是由于汽轮发电机组混凝土基础平台受冷收缩从而使推力盘位移、低压胀差测量装置移动而造成的零位漂移原因造成的。低压胀差测量零点漂移对其测量值的影响经理论分析还是比较大的，而零位漂移并未改变低压通流部分的实际间隙，因此，可以通过如下方法来解决零点漂移的问题：对低压胀差的测量值进行零位补偿来加强测量的准确度。改变测点安装位置，将低压胀差的测量装置直接固定在低压外缸的缸体上，使其与低压外缸一起移动，从而消除测点零位漂移的影响。对于混凝土基础平台受冷收缩从而使推力盘位移造成的低压胀差增大的部分不能消除，单可通过加强汽机房的保暖防风措施，使汽机房维持较高的气温来减小环境温度变化引起的胀差的变化。通过对汽轮机本体结构的了解得知汽轮机低压缸的动静间隙和厂家低压缸胀差规定的报警值有较大的富裕，再考虑到泊桑效应的影响在打闸停机后低压缸胀差还会有一定程度的增加，可适当提高低压缸胀差的报警值。
总之，汽轮机位移和胀差作为汽轮机轴系监测及保护系统的重要测点，它的影响因素涵括安装、调试、运行等各种因素，我们一定要把控好安装、调试、运行的每一个环节，保证每一个环节都不出问题，这也是保证企业安全生产运行的重要前提条件。
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作者简介：
彭广仁，男，汉，1983年7月，河南平顶山，本科，华北水利水电学院，电力工程技术工程师，中国能源建设集团华北电力试验研究院有限公司，研究方向：汽机及燃机联合循环机组调试。
论文作者:彭广仁
论文发表刊物:《河南电力》2018年20期
论文发表时间:2019/4/30
标签：低压论文; 位移论文; 零位论文; 机组论文; 汽机论文; 测量论文; 间隙论文; 《河南电力》2018年20期论文;