Vibration élevée causée par un déséquilibre hydraulique sur une turbine Francis de 144 MW | Qualitrol Corp

Résumé:

Un dispositif portable de vibration a été utilisé pour effectuer des mesures sur un 333 RPM, 144 MW, unité de turbine hydro Francis. L'unité a été récemment rénovée et l'objectif principal de ces mesurages était d'identifier la cause principale des grands décalages d'arbre dans le sens axial auprès du palier de guidage de la turbine. On a constaté que les niveaux de vibration augmentaient avec la charge et à 120 MW étaient considérés comme trop élevés. Cela a pratiquement limité la charge maximale sur laquelle cette unité pourrait être exploité en toute sécurité. Les niveaux de vibration à la charge maximale ont dépassé le dégagement du palier qui est inacceptable, même pour une courte période de temps.

À l'aide de techniques diagnostiques appropriées, il a été démontré que la cause de l'état de vibration inacceptable était le déséquilibre hydraulique du rotor de la turbine. Les vibrations au palier de la turbine augmentaient continuellement avec le débit car le rotor de turbine était asymétrique. L'apport d'eau sur la turbine a produit des forces radiales sur les lames qui n'étaient pas équilibrées. La force radiale a tourné avec le rotor provoquant une réponse vibrationnelle à 1x fréquence de rotation qui a augmenté avec la charge (débit). En outre, il y avait aussi la présence de déséquilibre magnétique du générateur. Ceci a été identifié avec des changements dans le comportement des vibrations observé aux paliers du générateur lorsque l'excitation était en marche et la charge s'élevait pour changer l'état magnétique dans la lame d'air du générateur.

En outre, des mesurages ont été effectués en ouvrant lentement l'aube diréctrice et en augmentant la vitesse de rotation de nominal jusqu'à ~ 490 tr/min. Le décalage d'arbre au niveau du palier supérieur et inférieur indiquait qu'il existait un comportement semblable à un effet de vitesse critique (amplitude 1x et décalage de phase élevé) à ~ 350 tr/min, ce qui est très proche de la vitesse nominale. Puisque la vitesse critique devrait être beaucoup plus élevée, la seule explication réaliste est que

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