Parní turbíny

Parní turbína je tepelný lopatkový rotační motor, v němž se mechanická energie získává expanzí vodní páry v jednom nebo postupně v několika turbínových (tlakových) stupních, tvořených rozváděcím a oběžným kolem s věncem lopatek. Turbína se zpravidla nachází na společné hřídeli s elektrickým generátorem - dohromady tvoří tzv. turbogenerátor. Parní turbína ale může pohánět i jiné stroje, například čerpadla nebo kompresory. Parních turbin je mnoho druhů a konstrukčních variant. Z našeho pohledu mají různé varianty turbín zejména vliv na druh, počty a parametry měřících kanálů. Při návrhu struktury a parametrů monitorovacího systému vycházíme z požadavků výrobce stroje i našich zkušeností.

Aplikace

Vibrace rotoru

Vibrace rotorů patří mezi nejdůležitější parametry signalizující kvalitu chodu turbíny.  Měří se obvykle dvěma bezdotykovými snímači  v jedné rovině vzájemně posunutými o 90°. Měření rotorových vibrací je předepsáno normami ČSN ISO 7919 nebo API 670, které stanoví řadu detailů stran umístění snímačů i přípustné mezní hodnoty chvění pro různé typy strojů.

Absolutní vibrace rotoru

Běžné měření rotorvých vibrací zachytí pouze relativní pohyby hřídele vzhledem k ložisku na kterém jsou upevněny snímače. Pokud chceme znát absolutní pohyby rotoru v prostoru, je třeba zároveň měřit i vibrace ložiska v místě uchycení bezdotykového snímače a obě tyto dynamické hodnoty sečíst. K tomu slouží speciální konstrukcě držáku pro bezdotykový a piezo snímač a měřící karta, která tyto signály ve správné fázi sečte.

Vibrace ložiskových stojanů

Vibrace stacionárních objektů (ložiskových stojanů, statorů, převodovek) jsou obvykle také ostře sledovanou veličinou. Měří se kontaktně piezo snímači rychlosti nebo zrychlení upevněnými přímo na sledovaný objekt. Sledování vibrací ložiskových stojanů je předepsáno normami ČSN ISO 10816 nebo API 670, které stanoví řadu detailů stran volby a umístění snímačů i přípustné mezní hodnoty chvění pro různé typy strojů.

Posuvy rotoru

Vlivem změn teploty resp. zatížení turbíny dochází k nerovnoměrné teplotní dilataci rotoru a statoru. Neustálý tlak na zvyšování účinnosti pak vede ke snižování všech možných vůlí stroje. Proto bývá zapotřebí sledovat změny vzájemné axiální polohy na různých místech rotoru a statoru. Tato úloha je doménou bezdotykových snímačů s větším měřícím rozsahem.

Otáčky rotoru

Měření a střežení otáček je u rotujích strojů asi jedna z nejdůlěžitějších úloh. U turbín je to ještě umocněno obrovskou rotující hmotou a extrémní nebezpečností překročení otáček na které je stroj konstruován. Měří se kmitočet signálu z bezdotykových snímačů různé konstrukce. Měřící aparatury jsou k dispozici od nejjednodušších převodníků až po tříkanálový systém s certifikací SIL 3.

Posuvy těles a ventilů

Na turbínách se vyskytují i objekty, jejichž polohu není třeba měřit drahými bezdotykovými snímači. U nerotujícího objektu se kterým může být snímač v kontaktu, se použijí lineární snímače na magnetostrikčním nebo indukčním principu. Výhodou je vyšší přesnost, nižší cena a prakticky neomezený měřící rozsah.

Excentricita - průhyb rotoru

U turbíny s horizontální polohou rotoru může dojít působením gravitace k jeho prohnutí. Vzhledem k minimálním vůlím je i malý průhyb nebezpečný zejména v pásmu kritických otáček. Ideální by bylo měřit průhyb rotoru snímačem "někde uvnitř tělesa" jak je naznačeno na piktogramu. To obvykle není možné. Máme ale řešení v podobě karty, která velmi citlivým algoritmem dokáže nebezpečný průhyb detekovat i ze signálu snímače rotorových vibrací.

Fázová značka

Fázová značka, neboli impuls generovaný jednou za otáčku, není sice třeba pro měření celkové mohutnosti vibrací, ale pro jakoukoliv jejich analýzu má zcela nezastupitelnou úlohu. Při detailním posuzování chování stroje se nehodnotí jen celková mohutnost vibrací, ale i jednotlivé frekvenční složky a jejich fáze.

Produkty

Emerson AMS6500 ATG

  • Trvalé monitorování vibrací, posuvů a dalších veličin
  • Flexibilní architektura dvoukanálových karet 
  • Vyhovuje normám ČSN ISO, API

Bezdotykové snímače

  • Vhodné pro měření vibrací, posuvů a otáček
  • Vysoká spolehlivost a teplotní odolnost
  • Široká paleta variant 

Piezo snímače

  • Vhodné pro kontaktní měření vibrací
  • Velmi vysoká odolnost proti přetížení
  • Velký výběr typů pro různé aplikace

Vibrodiagnostika

  • Stále oblíbenější nadstavba monitorovacího systému
  • Analyzuje příčiny problémů s vibracemi
  • Poskytuje komplexní pohled na chování stroje