Technical diagnostics of hydropower turbine using modern measurement techniques

• Autorzy: Żywica G. , Kaniecki M.

Warianty tytułu

PL

Diagnostyka techniczna turbiny wodnej przy wykorzystaniu nowoczesnych technik pomiarowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article demonstrates how to take advantage of modern measurement techniques and detect defects of different types. These techniques contributed to solve the unknown operating problem of a hydropower machine. The examined hydro set comprises a water turbine (of the Francis type), elastic coupling, flywheel and electro-generator. To assess the dynamical state of the machine and detect the reasons for elevated vibration level, the following diagnostic tests were carried out: precision measurement of vibration, laser shaft alignment check and thermal imaging tests. These three widely diverse measurement techniques complemented each other, allowing the identification of the cause of increased vibrations and taking countermeasures to make further operation possible. The article provides an example of the practical application of the currently available vibrodiagnostic methods for monitoring and assessment of the technical condition of fluid-flow machines.

PL

W artykule przedstawiono możliwości nowych technik pomiarowych w zakresie wykrywania różnego typu defektów i problemów eksploatacyjnych na przykładzie rzeczywistej maszyny przepływowej. Badany hydrozespół składał się z turbiny wodnej typu Francisa, podatnego sprzęgła, koła zamachowego oraz generatora prądu. W celu oceny stanu dynamicznego maszyny oraz wykrycia przyczyn podwyższonego poziomu wibroaktywności, przeprowadzono precyzyjne pomiary drgań, laserową kontrolę współosiowości wałów oraz badania termowizyjne. Zastosowane metody pomiarowe doskonale się uzupełniały, pozwalając na wykrycie źródeł drgań oraz zastosowanie środków zaradczych umożliwiających dalszą eksploatację maszyny. Artykuł stanowi przykład praktycznego wykorzystania wszechstronnych możliwości nowoczesnych metod wibrodiagnostycznych do kontroli i oceny stanu technicznego maszyn przepływowych.

Słowa kluczowe

EN

technical diagnostics; vibration based diagnostics; turbine set; water turbine

PL

diagnostyka techniczna; wibrodiagnostyka; hydrozespół; turbina wodna

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 17, No. 2
• Strony: 87--94
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Żywica G.

• Institute of Fluid-Flow Machinery, Polish Academy of Science, 80-231 Gdańsk, Fiszera 14

autor

Kaniecki M.

• ZRE Gdańsk S.A. 80-719 Gdańsk, Litewska 14 A

Bibliografia

• 1. Borkowski D. Control and monitoring system for small hydropower plant, Technical Transactions - Electrical Engineering, 2012; 24(109): 3-17.
• 2. Kumar P, Saini RP. Study of cavitation in hydro turbines – a review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2010; 14(1): 374-383. DOI: 10.1016/j.rser.2009.07.024.
• 3. Bajic B. Methods for virgo-acoustic diagnostics of turbine cavitation, Journal of Hydraulic Research, 2003; 41(1): 87-96. DOI: 10.1080/00221680309499932.
• 4. Choi HJ, Zullah MA, Roh HW, Ha PS, Oh SY, Lee YH. CFD validation of performance improvement of a 500 kW Francis turbine, 2013; 54: 111-123. DOI:10.1016/j.renene.2012.08.049.
• 5. Adamkowski A, Steller J. Performance and diagnostic test on hydraulic gensets in Polish Hydro Power Plants, Transactions of the Institute of Fluid-Flow Machinery, 1999; 105: 47-66.
• 6. Li W, Ding S, Zhou F. Diagnostic numerical simulation of large hydro-generator with insulation aging, Heat Transfer Engineering, 2008; 29(10): 902-909. DOI: 10.1080/01457630802125831.
• 7. Żywica G, Bagiński P, Breńkacz Ł. Dynamic state assessment of the water turbine with the power of 600 kW, Diagnostyka, 2013; 14(1): 65-70.
• 8. Żywica G, Kiciński J. The influence of selected design and operating parameters on the dynamics of the steam micro-turbine, Open Engineering, 2015; 5: 385-398. DOI: 10.1515/eng-2015-0038.
• 9. Żywica G. The diagnostic symptoms of defects in the rotor supporting structure, Diagnostyka, 2008; 45: 115-120.
• 10. Żywica G. Modelling of dynamic reactions in systems of rotor-bearings-supporting structure type, Machine Dynamics Problems, 2007: 31(4): 99-109.
• 11. Egusquiza E, Valero C, Estevez A, Guardo A, Coussirat M. Failures due to ingested bodies in hydraulic turbines, Engineering Failure Analysis, 2011, 18(1): 464-473. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2010.09.039.
• 12. Liu S, Wang S. Machinery health monitoring and prognostication via vibration information, Proceedings of the Sixth International Conference on Intelligent Systems Design and Applications, Jinan (China), 2006: 879-886. DOI: 10.1109/ISDA.2006.188.
• 13. Liu C, Yang Y. Real-time monitoring system for hydro turbines based on Ethernet network, Instrument Technique and Sensor, 2007; 9.
• 14. Lewis P, Grant J, Evens J. Experience with hydro generator expert systems, Iris Rotating Machine Conference, Long Beach (USA), 2008.
• 15. Kokociński J. Wibroakustyczna diagnostyka maszyn, Energetyka Cieplna i Zawodowa, 2009; 11. (in Polish).
• 16. Barszcz T, Urbanek J. Monitorowanie i diagnostyka maszyn wirnikowych, Wyd. Instytutu Technologii Eksploatacji - PIB, Kraków 2008. (in Polish).

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.