Eksperymentalna ocena wpływu degradacji nieodwracalnej na wartości symtomów drganiowych w turbozespołach parowych.

• Autorzy: Gałka T.

Warianty tytułu

EN

Experimental evaluation of the influence of irreversible degradation on vibration symptom values in steam turbines.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Stan techniczny maszyny jest zwykle określany pośrednio, na podstawie symptomów diagnostycznych. Związek między parametrami stanu a wektorem symptomów może być określony np. na podstawie modelu procesora energii. Model ten dostarcza opisu ogólnego: dla danej maszyny może on zostać rozwinięty tak, aby uwzględnić inne czynniki, wpływające na mierzoną wartość symptomu. W przypadku turbin parowych należy uwzględnić wpływ tzw. wektora logistycznego, obciążenia czynnego i degradacji nieodwracalnej. Przy rozsądnych założeniach upraszczających otrzymuje się stosunkowo proste zależności. Przyczyną degradacji nieodwracalnej w przypadku turbin parowych jest głównie zmęczenie i pełzanie. Ich łączny wpływ można opisać funkcją liniowo rosnącą. Należy oczekiwać, że powinno się to dać zauważyć jako tendencja wzrostowa w trendach symptomów, o ile obejmują one odpowiednio długi okres. Zostało to sprawdzone dla dwu turbin parowych 200 MW, z okresem obserwacji około dziesięciu lat. Okazuje się, że trend rosnący jest widoczny w zaledwie jednej trzeciej zarejestrowanych przebiegów czasowych symtomów drganiowych. Najprawdopodobniej dominuje wpływ innych czynników. Proponuje się procedury normalizacyjne dla uwzględnienia wpływu wektora logistycznego i obciążenia czynnego. Czynniki te są rozpatrywane oddzielnie. Okazuje się, że wpływ wektora logistycznego (wynikający z remontów kapitalnych) jest bardzo ważny, zwłaszcza w zakresie niskich częstotliwości, związanym z powszechnie występującymi niesprawnościami, jak niewyważenie, rozosiowanie, uszkodzenia łożysk itp. Normalizacja wpływu wektora logistycznego, choć oparta o proste procedury, daje w efekcie nieco ponad 50% trendów rosnących. Wpływ obciążenia czynnego jest, zwłaszcza dla jednostek pracujących jako podstawowe mniej krytyczny, ale w pewnych przypadkach, zwłaszcza wtedy, gdy tendencja wzrostowa jest słaba, odpowiednia normalizacja sprawia, że trend malejący zmienia się w rosnący. Rozważania te są istotne dla określenia granicznych wartości symptomów. Są one szacowane na podstawie wyników doświadczalnych, jest zatem bardzo ważne, aby uwzględnić wszystkie czynniki, wpływające na zmierzoną wartość symptomu. Okazuje się, że nawet dość proste procedury mogą być bardzo użyteczne.

EN

Technical condition of a machine is usually determined indirectly, on the basis of diagnostic symptoms. Relation between condition parameters and symptom vector can be determined e.g. from the energy processor model. This model provides certain general rules; for a given machine, it can be developed in order to acount for other factors that influence a measured symptom value. In the case of steam turbines, influences of so-called logistic vector, active load and irreversible degradation should be considered. With reasonable simplifying assumtions, relatively simple expressions are obtained. Irreversible degradation is, in the case of steam turbines, caused mainly by fatigue and creep. Their combined influence can be described by a linearly increasing function. This is expected to be traceable as an increasing tendency in symptom trends, providing they cover suitably long periods. This assumtion has been tested for two 200 MW steam turbines, with observation period of about nine years. It turns out that increasing trends are evident in a mere one-third of recorded time histories of vibration symptoms. Clearly influence of other factors is predominant. Normalization procedures are suggested in order to account for the influences of logistic vector and active load. These factors are considered separately. It turns out that the influence of logistic vectors (imposed by major overhauls) is very important, especially in the low frequency range, relevant to common faults such as unbalance, misalignment, bearing failures etc. Normalization with respect to the logistic vectors, although based on simple procedures, yields over 50% of increasing trends. Influence of active load is, especially for units operated in the base load mode, less critical, but in some cases, especially when increasing trend is weak, suitable normalization also turns a decreasing trend into an increasing one. These considerations are important for symptom limit value determination purposes. It is estimated on the basis of experimental results, so it is very important that all factors that influence measured symptom value are taken into account. It turns out that even quite straightforward procedures can be very helpful.

Słowa kluczowe

PL

stan techniczny; diagnostyka techniczna; turbina parowa; wartości graniczne

EN

technical condition; technical diagnostics; steam turbine; limit values

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Zagadnienia Eksploatacji Maszyn
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 39, nr 1
• Strony: 169--186
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz.

Twórcy

autor

Gałka T.

• Instytut Energetyki, Pracownia Diagnostyki i Urządzeń Cieplnych Elektrowni, ul. Augustówka 5, 02-981 Warszawa, tel. [phone], fax [phone],

Bibliografia

• [1] Orłowski Z.: Wibrodiagnostyka turbin parowych. Prace Instytutu Energetyki, zeszyt 18. Warszawa, 1989.
• [2] Cempel C.: Theory of energy transforming systems and their application in diagnostics of operating systems. Applied Mathematics and Computer Science, 1993, vol. 3, No. 3, pp. 533-548.
• [3] Natke H.G., Cempel C.: Model-Aided Diagnosis of Mechanical Systems. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York, 1997.
• [4] Gałka T.: Określanie granicznych poziomów drgań w turbinach parowych. Rozprawa doktorska. Politechnika Poznańska, 1997.
• [5] Gałka T.: Zastosowanie modelu procesora energii do określania granicznych poziomów drgań turbozespołów parowych. Energetyka, nr 1/2000 (547), str. 21-29.
• [6] Żółtowski B., Ćwik Z.: Leksykon diagnostyki technicznej. Wydawnictwo Uczelniane Akademii Techniczno-Rolniczej, Bydgoszcz, 1996.
• [7] Orłowski Z.: Diagnostyka w życiu turbin parowych. WNT, Warszawa, 2001.
• [8] Gałka T.: Określanie granicznych wartości symptomów diagnostycznych z uwzględnieniem ubytku żywotności. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, zeszyt 3 (119) 1999, str. 589-603.
• [9] Orłowski Z., Gałka T.: Diagnozowanie turbin parowych na podstawie badań wibracyjnych i analizy procesów zmęczenia i pełzania materiału. Materiały XXIX Ogólnopolskiego Sympozjum „Diagnostyka Maszyn”, Węgierska Górka, 2002, str. 291-304.
• [10] Gałka T., Orłowski Z.: Uwzględnienie wpływu wektora logistycznego w procedurach diagnozowania turbin parowych. Materiały XXVIII Ogólnopolskiego Sympozjum „Diagnostyka Maszyn”, Węgierska Górka, 2001, str. 181-190.
• [11] Gałka T.: Uwzględnienie mocy czynnej turbozespołu w procedurach diagnozowania. Problemy Eksploatacji, nr 3/2001 (42), str. 49-56.
• [12] Orłowski Z., Gałka T.: Procesor energii w energetyce. Diagnostyka, vol. 23/2000, str. 61-64.