سایش پره‌های توربین (Rubbing)

امروزه، صنايع نیروگاهی با بهره‌گیری از توربین‌های پربازده نیازهای جامعه را برآورده می‌سازند.

ازیک‌طرف، براي افزايش بازده بايد لقي‌ها و درنتیجه اتلاف‌ها كاهش داده شود. از طرف ديگر، هر چه مقدار لقي كاهش داده شود، احتمال تماس بين رتور و هر يك از اجزاء ثابت در توربین افزايش مي‌يابد.

پس اين تماس كه سايش (Rubbing) ناميده می‌شود، يكي از كژكاري‌هاي (Malfunction) خاص توربین می‌باشد.

تحقيقات نشان داده است كه تقريباً 6% از اتلاف كلي يك توربين 600 مگاواتي مربوط به اتلاف لقي‌ها می‌باشد كه اين مقدار در توربوماشين‌هاي كوچك نظير كمپرسورها به 20% نيز می‌رسد.

عامل ایجادکننده سايش می‌تواند ناميزاني، ناهم‌راستايي، شكست پره، روانكاري نادرست و نصب ناصحيح باشد.

در ماشین‌های دوار پره دار مانند توربین‌ها در صورتی‌که پره به بدنه برخورد کند، دامنه ارتعاش در فرکانسی برابر با حاصل‌ضرب تعداد پره‌ها در فرکانس نامی ماشین دوار افزایش می‌یابد.

برای اینکه درک سریعی از موضوع پیدا کنید، شناسایی سایش پره‌های ردیف چهارم در یک توربین گازی V94.2 را برای شما خواننده کتاب انتخاب کرده‌ام.

مثال واقعی: سایش پره‌های ردیف چهارم در یک توربین گازی V94.2

منبع مثال: داودی، عبدالرضا و همکاران، ” تحلیل و عیبیابی لرزش توربین گازی V94.2 نیروگاه سیکل ترکیبی کازرون با استفاده از آنالیز ارتعاشات و حذف لرزش آن “، هفتمین کنفرانس تخصصی پایش وضعیت و عیبیابی، جزیره کیش، دانشگاه صنعتی شریف، پردیس بینالملل اسفند 1391

شرکت مپنا در مدرک Set Point List حد Alarm و Trip ویبره یاتاقان سمت اگزوز توربین گازی MGT 70) V94.2) را به ترتیب (9.3mm/s(rms و (14.7mm/s(rms اعلام نموده است.

سیگنال زمانی و اسپکتروم برداشت شده از یاتاقان سمت اگزوز یک توربین گازی V94.2 در شکل‌های 1 و 2 نشان داده‌شده است.

همان‌طور که مشاهده می‌کنید، دامنه کلی ارتعاشات به مقدار (16.38mm/s(rms افزایش‌یافته و این توربین به دلیل ارتعاشات بالا Trip خورده است.

شکل1 سیگنال زمانی برداشت‌شده از یاتاقان سمت اگزوز توربین گازی V94.2 (قبل از اصلاح سایش)

شکل 2 اسپکتروم برداشت‌شده از یاتاقان سمت اگزوز توربین گازی V94.2
(قبل از اصلاح سایش)

در اسپکتروم برداشت‌شده از یاتاقان توربین سمت اگزوز، بیشترین دامنه ارتعاش در فرکانس‌های (50Hz(3000rmp و (2197Hz(131828rmp مشاهده می‌شود.

از طرفی تعداد پره‌های متحرک ردیف چهارم این توربین 44 عدد می‌باشد. حال اگر فرکانس 2197Hz بر فرکانس دورکاری توربین یعنی 50Hz تقسیم کنید، حاصل 44 می‌شود. یکسان شدن این عدد با تعداد پره‌های متحرک ردیف چهارم توربین نشان‌دهنده برخورد پره‌های متحرک ردیف چهارم با بدنه توربین می‌باشد.

پس از توقف توربین و مشاهده وضعیت پره ردیف چهارم (شکل 3) مشخص گردید، سایش شدیدی در این ردیف به علت برجسته شدن سگمنت پره ثابت توربین در موقعیت ساعت شش، اتفاق افتاده است.