CN106948874B - 中心支承减振调节汽轮机气封间隙的方法及减振装置 - Google Patents

Abstract

中心支承减振调节汽轮机气封间隙的方法及减振装置，本发明涉及一种中心支承减振调节汽轮机动叶顶部气封间隙的方法及减振装置。解决了现在减小汽轮机动叶顶部气封处漏气损失时，仅仅采用被动应对转子径向跳动，带来不利因素的问题。方法和装置的方案是汽轮机达到正常转速后，调节设置在隔板内孔处的扶正器组件，使上轴瓦和下轴瓦逐步环绕汽轮机主轴，以减小汽轮机主轴的径向跳动；扶正器组件包括上轴瓦、下轴瓦、一对上推杆、一对下推杆、四个推进装置，上推杆和下推杆的底端都设置一个推进装置；最后调节汽轮机动叶顶部气封组件，使动叶顶部气封组件的内孔表面向汽轮机叶片外表面逐渐收拢，最终形成二者之间的间隙在0.15至0.45毫米之间。

Description

中心支承减振调节汽轮机气封间隙的方法及减振装置

技术领域

本发明涉及一种中心支承减振调节汽轮机动叶顶部气封间隙的方法及减振装置。

背景技术

汽轮机是将蒸汽的热能转变为机械能的一种动力机械，级是其最基本的工作单元，在结构上每个级由喷嘴和其后的动叶栅所组成，蒸汽进入喷嘴后其热能转变为动能，然后进入动叶，给动叶片以冲击力，使叶轮旋转而输出机械功。

大型汽轮机就是由多个级组成，每个级都有动、静两部分组成，因此整个汽轮机也就由动、静两部分组成。汽轮机的转动与静止部分之间必须有一定的间隙，以防相互摩擦。由于汽缸内外、隔板前后以及动叶两侧存在压差，而相应各处动静部分之间又必须保持一定间隙以使它们不致相碰，因此必须设置汽封装置。

汽轮机的汽封根据安装的位置不同分为：轴端汽封(简称轴封)、隔板汽封和通流部分汽封，分别用来防止汽轮机的轴端、隔板和动叶顶部蒸汽的泄漏，其作用分别是防止外界空气进入汽轮机，与汽轮机内的蒸汽混合，减少蒸汽泄漏量，从而减少补水量和防止高位能的工作介质向低位能流动。作为汽轮机的易损件和必备部件，汽轮机的汽封越来越引起从事汽轮机设计的工程技术人员的关注。

从汽轮机运行的测试结果可以看出，汽轮机级间蒸汽泄漏使得机组内效率降低，漏汽损失占级总损失的29％，其中动叶顶部漏汽损失则占总漏汽损失的80％，比静叶或动叶的型面损失或二次流损失还大，后者仅占级中损失15％。近年随着汽轮机汽封技术的不断发展，汽轮机运行的安全可靠性和机组热效率都得到相应的提高。为了减少漏气损失，提高机组安全和经济性，国内外有关部门对传统汽封进行改造和设计，已陆续出现了许多新型汽封。目前现有的汽封主要有以下几种：

(一)疏齿式(迷宫式)汽封

目前被广泛应用于大、中、小型汽轮机的传统汽封主要为迷宫式汽封。迷宫式汽封中，梳齿式汽封因其汽封成本低、结构简单、安全可靠且易于安装而被广泛应用。其结构如图3。

由于该汽封产品是一种非接触式刚性密封，间隙太小，汽封齿就很容易和转子碰磨，而且还会因两个刚性碰磨而带来安全问题。使用中存在的问题有：

(1)由于启机过临界、异常振动超差、气流激振等原因，都会使汽封齿造成永久性的磨损，导致密封间隙成倍的增加，也就是说，检修和安装时精心调整好的汽封间隙很有可能在第一次启动过临界时就被磨大了，对老机组而言，这种情况更加明显。因此考虑到转子过临界转速的振动，传统梳齿式迷宫汽封安装时径向间隙一般为0.60～0.80mm，根据转子不同情况，有的间隙更大。迷宫密封的泄漏流量随着压差的增大而急剧上升，其密封效率急剧下降，据相关统计资料显示，汽轮机间隙每增加0.0254mm，平均功率损失约4～5kW。

(2)汽封齿与轴发生碰磨时，瞬间产生大量热量，造成轴局部过热，甚至可能导致大轴弯曲，所以在机组检修时，电厂只能把汽封径向间隙调大，以牺牲经济性为代价来确保机组的安全性。

(3)在实际运行中由于汽封块的弹簧片长期处于高温高压的蒸汽中，工作环境恶劣，再加上弹簧片本身材质的原因，在汽轮机检修中常常发现因弹簧片弹性不良、汽封块因结垢被卡死造成汽封间隙发生变化。

(4)曲径汽封环形腔室的不均匀性，是产生汽流激振的重要原因，而汽轮机高压转子产生的汽流激振一旦发生就很难解决，危及机组的安全运行。

(二)蜂窝汽封

蜂窝密封的节流原理是气流流经蜂窝时，在一定的流速和间隙下形成涡流，而产生阻尼效果。但在实际运行条件下，并不能满足涡流形成的条件，很难形成良好的涡流现象。其结构仍然是一种刚性密封，一旦碰磨就会造成永久性的磨损，而间隙随之增大。间隙过小时，启机容易抱轴，造成起机困难，间隙过大则密封效果差，因此蜂窝通常用于低压末级叶顶湿蒸汽区。

蜂窝汽封退让结构仍采用传统汽封的背部板弹簧结构，所以安装间隙一般取传统汽封径向间隙设计值的上限。易磨损，间隙无法恢复，若间隙过小或膨胀不均会造成蜂窝带与转子(或围带)面接触，可能导致振动加剧甚至转子抱死的情况。

(三)自调整汽封(布莱登汽封)

布莱登汽封的工作原理是依靠各级前后的压差变化来克服弹簧弹力，起到调节气封间隙的作用。这就解决了传统气封存在的机组开、停机过程中存在的转子过临界时振动过大而造成气封碰和摩擦的问题，也解决了过临界震动大对气封间隙造成永久增大的问题，能适应机组负荷的变化自动调整密封间隙。一般该气封用于高压部分隔板，因为在此处汽轮机级的前后压差可以满足需要，而中低压部分及轴封则不适用，而叶顶处直径过大，如果采用布莱登气封，每相邻两块气封处的接缝间隙预留将会很大，因此在此处形成的泄漏量未必能补偿气封间隙调整后所获得的收益。

另外，在启动与初始负荷阶段，气封环在弹簧作用下，处于全开位置，此时气封间隙最大，漏气量大，转子加热快，若气缸加热滞后，易出现较大的正胀差。

另外，此种密封对水质要求较高。长期运行可能造成弹簧结垢，疲劳失效而无法长期保持灵敏的自调整效果，机组再次启动因间隙较小而出现动静碰摩，可能产生振动。

(四)接触式汽封

“接触式气封”是在传统梳齿式气封块中间嵌入一圈能跟轴直接接触的密封片，并且能在弹簧片弹力作用下自动退让，以保证始终跟轴接触，属于柔性密封，它能适应转子的跳动。但长期与轴面接触，摩擦生热，对材料的强度和物理特性等有较高要求，且产生的热量如果不能及时排走，可能导致过热变形等严重问题。

(五)侧齿汽封

是在梳齿汽封的一个高齿上进行改造，在垂直于汽封齿的方向上再添加1-2道沿轴向延伸的齿形。其原理是当气流遇到这种阶梯形齿的时候会形成涡流，起到阻尼作用。但此种汽封受限于轴向间隙，仍然无法解决磨损后间隙永久性增大的问题，侧齿阻尼的效果也会因为间隙的增大而大打折扣。

(六)DAS汽封

也叫“大齿汽封”。其结构与梳齿类似，但汽封块两侧的齿加高加厚，并采用铁素体耐磨材料。开机过临界时如果发生碰和摩擦，就仅与大齿碰擦，其它齿被保护，但该汽封与轴摩擦时会造成机组振动。

(七)可调式汽封

汽轮机过临界转速时，振动会加大，如果间隙过小，就会造成动静摩擦，影响安全。可调式密封是在启动过程中利用弹簧力使汽封弧形段维持较大间隙。当通过临界转速后，通过蒸汽压力压缩弹簧，使汽封弧形段间隙减小。

可调式汽封仅解决了启停机过程中振动加大对汽封磨损的影响，但在机组运行中由其它因素造成的振动加大，可调式汽封无法避免摩擦。另外，弹簧在高温环境下的长期锈蚀很容易导致弹性失效，在实际应用中效果不理想。

(八)刷式汽封

刷式密封最早应用于航空发动机上，后有GE公司运用在工业燃气式汽轮机上。该密封中，介质泄漏主要发生在密集排列的细金属丝之间形成的微小缝隙中，这些缝隙所形成的曲折路径确保了流体在其中流动的不均匀性，使流体产生自密封效应，从而减少泄漏。高密度的高温钴基合金细金属丝组成的刷毛，可以耐1200摄氏度以上的高温不变形。运行时刷丝束类似于防护林的风阻效果，起到密封效果。该汽封属于柔性密封，可以适应转子瞬态跳动而保持间隙不变。对机组安全性的影响较小。其缺点是：刷丝价格昂贵，加工工艺要求较高，成本较高。

综上所述：(1)传统的疏齿式汽封和蜂窝汽封没有进一步再减小汽封间隙的可能，无法再进行减少漏气损失的设计。(2)自调整汽封和可调式汽封虽然可以通过自动或手动方式改变静子和转子之间的间隙，但是仅仅能够应对临界转速时的径向跳动突然增大；不能应对其它原因造成的转子径向跳动突然增大。另外该两种汽封中使用了弹簧零件，而汽轮机内部的高温、高湿环境不可避免地减少了该两种汽封的使用寿命。(3)接触式汽封、DAS汽封、刷式汽封虽然减小甚至消除了静子和转子之间的间隙，但增加了摩擦，降低了汽轮机的安全；虽然采取了减小静子和转子摩擦时的影响的措施，但随之产生了摩擦部位材质上的特殊要求，甚至提高了汽轮机成本。

为了减少漏气损失，上述汽封组件在设计时虽然都考虑到转子的径向跳动对减小汽封间隙所带来的不利影响，但是在应对这些不利影响时，都是采用被动应对的方式，没有考虑减小转子径向跳动的主动方式，因此取得一定效果的同时，会带来其它不利因素。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术在减小汽轮机动叶顶部气封处漏气损失时，仅仅采用被动应对转子径向跳动，在取得一定效果的同时，会带来其它不利因素的问题。

本发明通过下述步骤实现：

一、汽轮机启动；启动之前，汽轮机的动叶顶部气封组件的内孔表面与汽轮机叶片外表面之间的间隙在1.5至10毫米之间；

二、汽轮机达到正常转速后，调节设置在隔板内孔处的扶正器组件，使扶正器组件上的上轴瓦和下轴瓦逐步趋于合拢并环绕汽轮机主轴，以减小汽轮机主轴的径向跳动；

所述扶正器组件包括上轴瓦、下轴瓦、一对上推杆、一对下推杆、四个推进装置和一对脂润滑装置，上轴瓦和下轴瓦的内外表面间开有润滑脂通道，两个脂润滑装置的出油端分别连通上轴瓦和下轴瓦的润滑脂通道，上轴瓦和下轴瓦的内表面设置有与润滑脂通道相连通的油道，上轴瓦和下轴瓦对合后成为一个滑动轴承；所述上推杆和下推杆是具有长度方向弹性压缩的柔性杆，一对上推杆分别设置在上轴瓦的两边处，一对下推杆分别设置在下轴瓦的两边处；所述上轴瓦与下轴瓦接触的对合面为使上轴瓦的两边有向外分离的斜面；每个上推杆和每个下推杆的底端都设置一个推进装置；

三、调节汽轮机动叶顶部气封组件，使动叶顶部气封组件的内孔表面向汽轮机叶片外表面逐渐收拢，最终形成二者之间的间隙在0.15至0.45毫米之间；所述动叶顶部气封组件包括丝杠螺母机构、气封体、减速器和电机，动叶顶部气封组件镶嵌在汽轮机气室壳体的内壁中，电机通过减速器和丝杠螺母机构驱动气封体沿汽轮机主轴的径向方向运动。

本发明的技术效果是：通过扶正器组件约束了汽轮机主轴的径向跳动，从而使调节汽轮机动叶顶部气封处间隙变得容易，因此能够最终使动叶顶部气封组件的内孔表面与叶片外表面二者之间的间隙在0.15至0.45毫米之间，当其为下限值的时候，比迷宫式密封的间隙量小3倍，比接触式密封间隙还要小。当汽轮机主轴的动平衡变劣时，调节会逐渐趋于上限值。但是由于这种约束一直存在，在取得蒸汽泄露量减小的效果的同时，还能在蒸汽压力变动时，减小汽轮机轴的径向跳动，维持汽轮机运行的稳定。另外，还可以随时根据汽轮机运行状态，动态调节扶正器组件对汽轮机主轴的约束程度和汽轮机动叶顶部气封处间隙。由于上推杆和下推杆是具有长度方向弹性压缩的柔性杆，减小了上轴瓦和下轴瓦与汽轮机主轴的接触振动。

附图说明

图1是现有技术的冲动型汽轮机气封间隙的示意图；其中附图标记1-1是隔板(或静叶环)气封径向间隙，1-2是动叶顶部气封径向间隙，1-3是气封轴向间隙或动叶根部处的轴向气封间隙；图2是现有技术的汽封使用状态示意图；图中附图标记2-1是隔板体，2-2是转子叶片，2-3是气封环，气封环装在隔板内圆的汽封槽中；图3是梳齿型迷宫气封示意图；图4是侧齿气封的结构示意图；图中附图标记4-1是弹簧，附图标记4-2是气封圈；图5是刷式汽封的原理示意图；图中附图标记5-1是刷毛的摆角，5-2是转子；图中的箭头是转子的运动方向；图6是本发明的动叶顶部气封组件结构示意图；图7是图6中A向示意图；图8是扶正器组件与隔板的连接结构示意图；图9是扶正器组件的结构示意图；图10是扶正器组件与隔板气封、汽轮机主轴的连接结构示意图；图11是具体实施方式一中上轴瓦与下轴瓦的连接结构示意图；图12是具体实施方式一中上推杆和下推杆的柔性杆结构的示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图6至图9具体说明本实施方式，本实施方式所述中心支承减振调节汽轮机动叶顶部气封间隙的方法是通过如下步骤实现的：

一、汽轮机启动；启动之前，汽轮机的动叶顶部气封组件的内孔表面与汽轮机叶片外表面之间的间隙t在1.5至10毫米之间；

二、汽轮机达到正常转速后，调节设置在隔板内孔处的扶正器组件，使扶正器组件上的上轴瓦9-1和下轴瓦9-2逐步趋于合拢并环绕汽轮机主轴9-3，以减小汽轮机主轴9-3的径向跳动；初始状态的时候，扶正器组件上的上轴瓦9-1和下轴瓦9-2的内表面与汽轮机主轴9-3表面的距离可以是5至10毫米。

所述扶正器组件包括上轴瓦9-1、下轴瓦9-2、一对上推杆9-7、一对下推杆9-8、四个推进装置9-11和一对脂润滑装置9-9，上轴瓦和下轴瓦的内外表面间开有润滑脂通道9-10，两个脂润滑装置9-9的出油端分别连通上轴瓦9-1和下轴瓦9-2的润滑脂通道9-10，上轴瓦9-1和下轴瓦9-2的内表面设置有与润滑脂通道相连通的油道，上轴瓦9-1和下轴瓦9-2对合后成为一个滑动轴承；所述上推杆9-7和下推杆9-8是具有长度方向弹性压缩的柔性杆，且压缩后的反弹力随压缩行程的增加而线性增大，如图12所示，杆的中间具有压缩弹簧，形成内杆和外套的滑动连接关系。为了精确定位，内杆与外套之间采用花键等防止转动的结构。为了防止内杆从外套总抽出，设置轴向限位装置，避免抽离。上述结构属于本领域普通结构设计。一对上推杆9-7分别设置在上轴瓦9-1的两边处，一对下推杆9-8分别设置在下轴瓦9-2的两边处；所述上轴瓦9-1与下轴瓦9-2接触的对合面为使上轴瓦9-1的两边有向外分离的斜面；如图11所示，斜面与水平面的角度Φ为45度。如此设置，结合面在接触后，如果仍然施加正压力，上轴瓦9-1能发生一定的变形，以进一步减小上轴瓦9-1和下轴瓦9-2与汽轮机主轴9-3的间隙。上述结构一方面提高密封效果，另一方面不至于造成因为上轴瓦9-1和下轴瓦9-2端面相抵顶，无法调节上轴瓦9-1和下轴瓦9-2与汽轮机主轴9-3的间隙的情况。每个上推杆9-7和每个下推杆9-8的底端都设置一个推进装置9-11；

三、调节汽轮机动叶顶部气封组件，使动叶顶部气封组件的内孔表面向汽轮机叶片外表面逐渐收拢，最终形成二者之间的间隙在0.15至0.45毫米之间；所述动叶顶部气封组件包括丝杠螺母机构、气封体、减速器和电机，动叶顶部气封组件镶嵌在汽轮机气室壳体的内壁中，电机通过减速器和丝杠螺母机构驱动气封体沿汽轮机主轴的径向方向运动。所述电机选择步进电机，通过步进电机脉冲发生器及上位计算机控制步进电机的动作，电机、减速器和丝杠螺母机构形成传动链，使得气封体的内孔表面向汽轮机叶片6-12外表面逐渐收拢的平均速度控制在0.06毫米/秒以下。为了获得比较大的变速比，减速器可以选择行星齿轮减速器。

所述动叶顶部气封组件由结构相同的两个半密封圈6-11和至少四组传动机构组成，弯成半圆环状的半密封圈6-11的两端各设置一组传动机构；每组传动机构包括从动齿轮6-2、主动齿轮6-3、第一定位轴承6-4、主动齿轮轴6-5、第二定位轴承6-6、驱动电机及减速器6-7、第三定位轴承6-8、驱动螺杆6-9和螺套6-10，半密封圈6-11嵌装在汽轮机气室壳体6-1内侧面的凹槽6-13内，驱动电机及减速器6-7嵌装在汽轮机气室壳体6-1内，螺套6-10的一端与半密封圈6-11的外侧面连接，其连接可以采用球铰的方式并考虑四个驱动螺杆6-9相互平行，驱动螺杆6-9的一端旋合在螺套6-10的另一端内，驱动螺杆6-9的另一端与从动齿轮6-2同轴固定，从动齿轮6-2与主动齿轮6-3啮合，主动齿轮6-3与主动齿轮轴6-5的一端连接，主动齿轮轴6-5的另一端与驱动电机及减速器6-7的转动轴连接，主动齿轮轴6-5通过第一定位轴承6-4和第二定位轴承6-6安装在汽轮机气室壳体6-1内，驱动螺杆6-9通过第三定位轴承6-8安装在汽轮机气室壳体6-1内。两个半密封圈6-11相扣合后形成整圈。

本实施方式用于冲动型汽轮机，其汽轮机主轴在设置扶正器组件处的直径为620毫米。汽轮机主轴两端设置轴承的轴径处直径大约在300至400毫米，一般选择汽轮机主轴的中间部位设置扶正器组件。本实施方式在汽轮机主轴的大约中间位置设置了扶正器组件，相当于增加了一个中间支撑，显著地改善了轴系结构的受力情况。

具体实施方式二：下面结合图6和图8具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一相比：所述动叶顶部气封组件还包括两组距离传感器6-14和一组振动传感器8-1，所述第一组距离传感器6-14设置在气封体6-11上以实时测量气封体6-11与汽轮机叶片6-12外表面的间隙和汽轮机叶片6-12外表面的径向跳动；所述第二组距离传感器6-14设置在上轴瓦9-1和下轴瓦9-2上，以实时测量上轴瓦9-1和下轴瓦9-2与汽轮机主轴9-3的间隙和汽轮机主轴9-3的径向跳动；一组振动传感器8-1设置在上轴瓦9-1和下轴瓦9-2的背面以采集振动数据。

第二步骤中还包括下述技术手段，在使扶正器组件上的上轴瓦9-1和下轴瓦9-2逐步趋于合拢并环绕汽轮机主轴9-3的过程中，实时采集上轴瓦9-1和下轴瓦9-2与汽轮机主轴9-3的间隙和汽轮机主轴9-3的径向跳动及振动传感器8-1的振动信号，当振动传感器8-1采集的振动信号增强并且通过间隙和汽轮机主轴9-3的径向跳动判断出上轴瓦9-1或下轴瓦9-2上的油膜与汽轮机主轴9-3已有接触后，如果间隙的减小与跳动的减小同步延续，则继续使扶正器组件上的上轴瓦9-1和下轴瓦9-2逐步趋于合拢的动作；当检测到出现间隙的减小与跳动的减小不能同步延续的情况时，停止使扶正器组件上的上轴瓦9-1和下轴瓦9-2合拢的动作。调节结束后上轴瓦9-1和下轴瓦9-2与汽轮机主轴9-3的间隙T一般会达到0.20至0.40毫米，汽轮机主轴的径向跳动在0.04至0.06毫米之间。

其它技术手段与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：下面结合图6、8和图9具体说明本实施方式，第三步骤还包括下述技术手段，在使动叶顶部气封组件的内孔表面向汽轮机叶片6-12外表面收拢的过程中，实时采集气封体6-11与汽轮机叶片6-12外表面的间隙、汽轮机叶片6-12外表面的径向跳动和振动传感器8-1采集的振动数据，以保证间隙的数值始终大于径向跳动的数值，如果出现振动数据异常增大，则立即反向动作增大动叶顶部气封组件的内孔表面与汽轮机叶片6-12外表面的距离，待振动数据恢复到异常增大之前时，再恢复操作。所述振动数据异常增大指动叶顶部气封组件在0.5秒钟内振动波的幅值放大1倍左右。

其它技术手段与具体实施方式二相同。如此设置，避免汽轮机内因为蒸汽压力变动造成的运行不稳定突然使动叶顶部气封组件的内孔表面向汽轮机叶片外表面发生碰擦。如果发生了小的碰擦，在振动传感器8-1采集到信号后，立即退让，待稳定后，再进行间隙调节。

具体实施方式四：结合图10说明本实施方式，所述扶正器组件的推进装置9-11包括齿条10-1、齿轮10-2和电机及减速器10-3，汽轮机隔板9-6内开有腔体10-6，齿条10-1、齿轮10-2和电机及减速器10-3设置在腔体10-6中，齿条10-1沿着垂直于汽轮机主轴9-3方向布置，齿条10-1的一端穿出腔体10-6且与上轴瓦9-1或下轴瓦9-2的背面相固定，所述齿条10-1的横断面为矩形，腔体10-6在齿条10-1穿出的位置形成横断面为矩形的导向滑道10-7，齿条10-1的另一端的腔体10-6内设置导向套10-8，导向滑道10-7和导向套10-8保证了齿条10-1的运动和定位精度，齿轮10-2与齿条10-1相啮合，齿轮10-2的齿轮轴连接在电机及减速器10-3的输出轴上，所述上轴瓦9-1或下轴瓦9-2与隔板气封体10-5相邻。所述电机及减速器10-3的电机选择步进电机，通过步进电机脉冲发生器及上位计算机控制步进电机的动作，电机、减速器和齿轮、齿条传动机构形成传动链，使得上轴瓦9-1或下轴瓦9-2向汽轮机主轴9-3外表面逐渐收拢的平均速度控制在0.06毫米/秒以下。为了获得比较大的变速比，减速器可以选择行星齿轮减速器。隔板气封体10-5所起到的作用与现有技术的隔板气封相同，其作用如图1中的隔板气封1-1，保留隔板气封体10-5的目的是防止此处漏气。

上推杆9-7的下端与上轴瓦9-1外表面通过球铰连接，下推杆9-8的上端与下轴瓦9-2外表面通过球铰连接。

其它技术手段与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：本实施方式与实施方式二的区别在于，距离传感器优先选择为电涡流位移传感器，振动传感器优先选择为动圈式振动速度传感器。电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨率地测量被测金属导体距探头表面距离。在高速旋转机械和往复式运动机械状态分析、振动研究和析测量中，对非接触的高精度振动、位移信号，能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数。如轴的径向振动、振幅以及轴向位置。动圈式振动速度传感器的结构特点是：钢制圆形外壳，里面用铝支架将圆柱形永久磁铁与外壳固定成一体，永久磁铁中间有一个小孔，穿过小孔的芯轴两端架起线圈和阻尼环，芯轴两端通过圆形膜片支撑架空且与外壳相连。工作时，传感器与被测物体刚性连接，当物体振动时，传感器外壳和永久磁铁随之振动，而架空的芯轴、线圈和阻尼环因惯性而不随之振动。因而，磁路空隙中的线圈切割磁力线而产生正比于振动速度的感应电动势，线圈的输出通过引线输出到测量电路。由于汽轮机内部高温和高湿度的环境，可以设计保护壳体和保护套，对传感器和导线进行保护。

其它技术手段与具体实施方式二相同。

具体实施方式六：本实施方式与实施方式二的区别在于，进一步将脂润滑装置9-9中的润滑脂限定为二硫化钼极压润滑脂、lotime极高温润滑脂或高温润滑脂。手动旋压脂润滑装置9-9就能给上轴瓦9-1或下轴瓦9-2的内表面加润滑脂。

二硫化钼极压润滑脂是由无机稠化剂稠化酯类合成油，并加有二硫化钼固体润滑剂和抗氧化、防锈蚀等多种添加剂精制而成的二硫化钼极压润滑脂。适用温度范围-30～+350℃，能长效的防磨耗。

lotime高温润滑脂是以无机稠化剂稠化合成润滑油，并添加防锈剂、极压添加剂和结构改善剂等精制而成。使用温度范围为-40～+600℃。具有特殊的高温持久润滑能力。产品中添加了纳米极压添加剂，随油脂均匀分布于润滑面，使轴承和齿轮在高温重负荷的工作环境下正常运转，不会烧结或卡死，在潮湿、水淋和多尘环境下仍能保持完美的润滑效果。

高温润滑脂是合成润滑脂，含有高浓度的聚四氟乙烯润滑颗粒，耐高温抗压能力强，适合高温重载设备，此氟素高温润滑脂专用于高温、高负载、化学腐蚀环境中的轴承以及要求终身润滑的部件，具有极佳的化学惰性、耐久性和低挥发性。适用温度范围：-50～+280℃。JAX、美孚、西孚尔等公司都有销售。

上述润滑脂是为了适应汽轮机内的高温环境。

Claims (10)

1.中心支承减振调节汽轮机气封间隙的方法，其特征在于：所述中心支承减振调节汽轮机动叶顶部气封间隙的方法是通过如下步骤实现的：

一、汽轮机启动；启动之前，汽轮机的动叶顶部气封组件的内孔表面与汽轮机叶片外表面之间的间隙在1.5至10毫米之间；

二、汽轮机达到正常转速后，调节设置在隔板内孔处的扶正器组件，使扶正器组件上的上轴瓦和下轴瓦逐步趋于合拢并环绕汽轮机主轴，以减小汽轮机主轴的径向跳动；

所述扶正器组件包括上轴瓦、下轴瓦、一对上推杆、一对下推杆、四个推进装置和一对脂润滑装置，上轴瓦和下轴瓦的内外表面间开有润滑脂通道，两个脂润滑装置的出油端分别连通上轴瓦和下轴瓦的润滑脂通道，上轴瓦和下轴瓦的内表面设置有与润滑脂通道相连通的油道，上轴瓦和下轴瓦对合后成为一个滑动轴承；所述上推杆和下推杆是具有长度方向弹性压缩的柔性杆，一对上推杆分别设置在上轴瓦的两边处，一对下推杆分别设置在下轴瓦的两边处；所述上轴瓦与下轴瓦接触的对合面为使上轴瓦的两边有向外分离的斜面；每个上推杆和每个下推杆的底端都设置一个推进装置；

三、调节汽轮机动叶顶部气封组件，使动叶顶部气封组件的内孔表面向汽轮机叶片外表面逐渐收拢，最终形成二者之间的间隙在0.15至0.45毫米之间；所述动叶顶部气封组件包括丝杠螺母机构、气封体、减速器和电机，动叶顶部气封组件镶嵌在汽轮机气室壳体的内壁中，电机通过减速器和丝杠螺母机构驱动气封体沿汽轮机主轴的径向方向运动。

2.根据权利要求1所述中心支承减振调节汽轮机气封间隙的方法，其特征在于：所述方法还包括两组距离传感器和一组振动传感器，第一组所述距离传感器设置在气封体上以实时测量气封体与汽轮机叶片外表面的间隙和汽轮机叶片外表面的径向跳动；第二组所述距离传感器设置在上轴瓦和下轴瓦上，以实时测量上轴瓦和下轴瓦与汽轮机主轴的间隙和汽轮机主轴的径向跳动；一组振动传感器设置在上轴瓦和下轴瓦的背面以采集振动数据。

3.根据权利要求2所述中心支承减振调节汽轮机气封间隙的方法，其特征在于：第二步骤中还包括下述技术手段，在使扶正器组件上的上轴瓦和下轴瓦逐步趋于合拢并环绕汽轮机主轴的过程中，实时采集上轴瓦和下轴瓦与汽轮机主轴的间隙和汽轮机主轴的径向跳动及振动传感器的振动信号，当振动传感器采集的振动信号增强并且通过间隙和汽轮机主轴的径向跳动判断出上轴瓦或下轴瓦上的油膜与汽轮机主轴已有接触后，如果间隙的减小与跳动的减小同步延续，则继续使扶正器组件上的上轴瓦和下轴瓦逐步趋于合拢的动作；当检测到出现间隙的减小与跳动的减小不能同步延续的情况时，停止使扶正器组件上的上轴瓦和下轴瓦合拢的动作。

4.根据权利要求2所述中心支承减振调节汽轮机气封间隙的方法，其特征在于：第三步骤还包括下述技术手段，在使动叶顶部气封组件的内孔表面向汽轮机叶片外表面收拢的过程中，实时采集气封体与汽轮机叶片外表面的间隙和汽轮机叶片外表面的径向跳动和振动传感器采集的振动数据，以保证间隙的数值始终大于径向跳动的数值，如果出现振动数据异常增大，则立即反向动作增大动叶顶部气封组件的内孔表面与汽轮机叶片外表面的距离，待振动数据恢复到异常增大之前时，再恢复操作。

5.根据权利要求2所述中心支承减振调节汽轮机气封间隙的方法，其特征在于：距离传感器选择为电涡流位移传感器，振动传感器选择为动圈式振动速度传感器。

6.根据权利要求1所述中心支承减振调节汽轮机气封间隙的方法，其特征在于：所述动叶顶部气封组件由结构相同的两个半密封圈(6-11)和至少四组传动机构组成，弯成半圆环状的半密封圈(6-11)的两端各设置一组传动机构；每组传动机构包括从动齿轮(6-2)、主动齿轮(6-3)、第一定位轴承(6-4)、主动齿轮轴(6-5)、第二定位轴承(6-6)、驱动电机及减速器(6-7)、第三定位轴承(6-8)、驱动螺杆(6-9)和螺套(6-10)，半密封圈(6-11)嵌装在汽轮机气室壳体(6-1)内侧面的凹槽(6-13)内，驱动电机及减速器(6-7)嵌装在汽轮机气室壳体(6-1)内，螺套(6-10)的一端与半密封圈(6-11)的外侧面连接，驱动螺杆(6-9)的一端旋合在螺套(6-10)的另一端内，驱动螺杆(6-9)的另一端与从动齿轮(6-2)同轴固定，从动齿轮(6-2)与主动齿轮(6-3)啮合，主动齿轮(6-3)与主动齿轮轴(6-5)的一端连接，主动齿轮轴(6-5)的另一端与驱动电机及减速器(6-7)的转动轴连接，主动齿轮轴(6-5)通过第一定位轴承(6-4)和第二定位轴承(6-6)安装在汽轮机气室壳体(6-1)内，驱动螺杆(6-9)通过第三定位轴承(6-8)安装在汽轮机气室壳体(6-1)内，两个半密封圈(6-11)相扣合后形成整圈。

7.根据权利要求1所述中心支承减振调节汽轮机气封间隙的方法，其特征在于：脂润滑装置(9-9)中的润滑脂限定为二硫化钼极压润滑脂、lotime极高温润滑脂或高温润滑脂。

8.中心支承减振调节汽轮机气封间隙的减振装置，其特征在于：所述装置包括扶正器组件，所述扶正器组件包括上轴瓦(9-1)、下轴瓦(9-2)、一对上推杆(9-7)、一对下推杆(9-8)、四个推进装置(9-11)和一对脂润滑装置(9-9)，上轴瓦和下轴瓦的内外表面间开有润滑脂通道(9-10)，两个脂润滑装置(9-9)的出油端分别连通上轴瓦(9-1)和下轴瓦(9-2)的润滑脂通道(9-10)，上轴瓦(9-1)和下轴瓦(9-2)的内表面设置有与润滑脂通道相连通的油道，上轴瓦(9-1)和下轴瓦(9-2)对合后成为一个滑动轴承；所述上推杆(9-7)和下推杆(9-8)是具有长度方向弹性压缩的柔性杆，一对上推杆(9-7)分别设置在上轴瓦(9-1)的两边处，一对下推杆(9-8)分别设置在下轴瓦(9-2)的两边处；所述上轴瓦(9-1)与下轴瓦(9-2)接触的对合面为使上轴瓦(9-1)的两边有向外分离的斜面，每个上推杆(9-7)和每个下推杆(9-8)的底端都设置一个推进装置(9-11)。

9.根据权利要求8所述中心支承减振调节汽轮机气封间隙的减振装置，其特征在于：所述扶正器组件的推进装置(9-11)包括齿条(10-1)、齿轮(10-2)和电机及减速器(10-3)，汽轮机隔板(9-6)内开有腔体(10-6)，齿条(10-1)、齿轮(10-2)和电机及减速器(10-3)设置在腔体(10-6)中，齿条(10-1)沿着垂直于汽轮机主轴(9-3)方向布置，齿条(10-1)的一端穿出腔体(10-6)且与上轴瓦(9-1)或下轴瓦(9-2)的背面相固定，所述齿条(10-1)的横断面为矩形，腔体(10-6)在齿条(10-1)穿出的位置形成横断面为矩形的导向滑道(10-7)，齿条(10-1)的另一端的腔体(10-6)内设置导向套(10-8)，齿轮(10-2)与齿条(10-1)相啮合，齿轮(10-2)的齿轮轴连接在电机及减速器(10-3)的输出轴上。

10.根据权利要求9所述中心支承减振调节汽轮机气封间隙的减振装置，其特征在于：上推杆(9-7)的下端与上轴瓦(9-1)外表面通过球铰连接，下推杆(9-8)的上端与下轴瓦(9-2)外表面通过球铰连接。