汽轮机轴向位移保护有几种？

轴向位移保护装置有液压式和电磁式两种，前者常用于中小型汽轮机上，后者则多用于大功率汽轮机上。

一、液压式轴向位移保护装置。它主要控制活塞、随动活塞和喷油嘴等组成。控制活塞下部的油压由轴头（或挡油盘）与喷油嘴之间的间隙决定，轴向位移正常时，油压向上作用大于弹簧向下作用力，使控制活塞处于上部位置，压力油经油口进入随动活塞的上部，克服下部弹簧的作用力将随动活塞压至下部位置。当轴向位移超过允许值时，轴头与喷油嘴的间隙增大，泄油量增加，使控制活塞下部油压降低，弹簧将控制活塞压下，切断压力油来源，与此同时将油口与排油相通，随动活塞上部油室压力降低，随动活塞在其下部弹簧的作用下，被顶到上部位置，切断压力油去主汽阀的油口，并将油口与排油相同，自动主汽阀关闭器活塞下部的油被泄掉，主汽阀迅速关闭。试验调整时，可手动旋进或推出喷油嘴，改变喷油嘴与轴头之间的间隙，以改变控制活塞的动作油压数值。试验结束后，必须将喷油嘴用螺帽固定。

二、电磁式轴向位移保护装置。大功率汽轮机上多采用电磁式轴向位移保护装置，它由轴向位移发讯器和磁力断路油门两部分组成。它由Ⅲ型铁芯和线圈组成。在铁芯中心导磁柱上绕有初级线圈、通交流激磁电流。由于两侧导磁柱上有大小相等但磁通方向相反的两个串联的线圈，因而当汽轮机轴上的凸肩处于正中位置时，两侧线圈所感应的电势大小相等，方向相反，即线圈两端的电位差为零。当汽轮机转子发生轴向位移时，一侧间隙减小，磁通增大，所感应的电势增大；另一侧间隙增大，感应的电势相应减少。这样次级线圈就输出一个电压，该电压的大小，反映了轴向位移的大小，因此这个电压可用作轴向位移保护动作的控制讯号，当轴向位移达到危险数值时，电压达到一定数值，可通过控制回路使磁力断路油门动作，关闭主汽阀和调节气阀。

在正常工作时，电磁铁线圈不通电，活塞被弹簧压在下限位置，安全油和二次油均与回油管路隔开；当电磁铁线圈通电时，电磁铁将活塞提起，安全油与二次油都与回油相通，使汽轮机自动主汽阀与调节气阀关闭，停止汽轮机的运行。由于直流电磁铁的线圈受温升的限制，通电时间不能过长，因此在直流回路中，装有时间继电器，以便在磁力断路油门动作以后的一定时间内，切断只留电源。当电源切断后，磁力断路油门的活塞在弹簧的作用下重新复位。显然，其他保护装置所发出的电气讯号，也可以通过磁力断路油门，使汽轮机停机。

此外，还有其他保护装置：低油压保护装置、低真空保护装置和防火油门。

最后还有关于负推力的问题，因为推理承轴非工作面承载能力弱，有许多机组负轴向位移侧无停机保护，负推力的存在对汽轮机的安全运行是一个威胁。负轴向推力的形成，对大功率机还是可以理解的，因为气流方向在各个汽缸内是不同的，例如高压缸通常气流方向指向机头，在低参数低负荷工况下，整体焓值主要降落在高压缸，此时常变现出负推力的存在，再如汽轮机蒸汽侧发生进水进冷汽事故（水冲击），必然是负推力增大。对于100MW以下的中功率机轮，通常负推力的产生往往不好理解，但经分析，还是可得出产生负推力的原因：（1）有一部分汽轮机，高压转子端轴封段具有平衡活塞结构，在高负荷时调节级 汽室压力较高，如此时轴封漏汽室压力维持得较低，则会使平衡活塞的反推力作用过大，形成负推力。（2）通流部分制造上的偏差允许±2%，例如由于制造偏差引起的反动度变化±3%，就可使轴向推力由正值到负值变化相当大的幅度，从而可能使机组呈现负推力。

（3）低周波运行时，机组转速降低，叶片圆周速度随之降低，使级的速比减小，级的反动度减小，从而造成正向轴向推力的减小，甚至负轴向推力的增大。还应指出的是，对常用的电磁式轴向位移指示仪表，当周波降低时也将产生测量指示误差，且此误差表现为负值增大，这是应与注意的。

（4）通流部分的间隙对轴向推力有不容忽视的影响，例如当为了提高机组经济性，将各级动静叶轴向间隙调得过小时，将会出现轴向推力朝着负值方向的变化，这主要是因为叶根汽封的抽吸作用而造成的；再如当高压前轴封间隙过大时，漏汽量增大，调节级叶轮前后可能产生负推力。

（5）发电机磁力中心有偏差，特别是动静轴向中心偏差，在运转中会产生电磁轴向力，电磁作用力的方向可能为正亦可能为负。

汽轮机组轴向推力的大小和方向与许多因素有关，特别是负推力的影响因素，目前有不少还未被充分认识，这样就不能采取有效措施予以解决。对于负推力暂时无法消除的机组，应采取必要的安全措施，例如加大非工作面瓦片的面积，非工作面瓦片加装测温装置或油膜压力测点考虑到轴向位移负值的存在将叶片进汽侧的轴向间隙扩大，轴向位移保护加装负值动作等。上述措施在大功率机组中均已有所考虑，这主要是和大功率机组瞬时推理的大小和方向比较复杂有关。