発電プラントにおける蒸気タービンの起動時あるいは運転中の負荷変動時などに軸(ロータ)と車室(ケーシング)は高温の蒸気によって膨張し、熱容量の違いにより伸び差(伸び量の差)が発生します。この伸び差により、回転部(動翼)と固定部(静翼)の軸方向の隙間は常に変化しており、この隙間が過少となった場合、接触による破損など重大トラブルとなる可能性があります。蒸気タービンの内部で発生している伸び差は外部からの測定は困難であり、渦電流式変位センサをタービンカップリングカバー内などに設置し、ロータと車室との相対的な位置を計測することによって伸び差が監視されています。

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渦電流式変位センサの外観

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▲変位・振動トランスデューサ(FKシリーズ)

渦電流式変位センサの特長と導入メリット

  • 非接触測定
    回転中のロータに非接触で伸び差を高精度測定。
  • 優れた温度特性
    長期間停止の低温状態から起動時、運転中の温度上昇・変化にも安定した測定。
  • 耐環境性
    センサは原理的に油滴、オイルミストの影響を受けず、機械内部への設置が可能。
  • ロングレンジセンサ
    伸び差測定用にロングレンジのセンサをラインナップ。(リニアレンジ 26 mm :FK-263Fシリーズ)
    相補伸び差方式、ランプ伸び差方式によりセンサのリニアレンジ以上の伸び差を監視。

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貴社対象設備への適用方法やご提案内容、ご不明点につきましては、弊社担当者がご相談を承っております。
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伸び差監視構成例

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相補伸び差方式

センサAとセンサBを伸び差測定カラーを挟んで対向させて設置します。それぞれ中心からロータショート方向の変位とロータロング方向の変位を測定範囲とし、伸び差モニタで演算することにより、2つの渦電流式変位センサの測定レンジを合わせた伸び差測定が行なえます。(下図ではセンサAで測定用カラーの中央位置からロータショート側への変位を測定し、センサBで測定用カラーの中央位置からロータロング側の変位を測定します。)

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ランプ伸び差方式

車室側に固定されたセンサAとセンサBにより、軸方向に同一角度の傾斜面(ランプ:Ramp)を持たせたロータとのギャップを測定します。センサとロータの相対的な位置はロータの傾斜角度(θ)によるsin θの関数となり、例えばθ = 14.5度とした場合、センサの測定レンジの4倍の伸び差が測定できます。なお、この演算処理を行なっているランプ伸び差モニタでは、誤差要因となるロータの浮き上がりによるギャップによる変化量は補正されます。

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▲表1 伸び差変化量とランプ角度、変位センサの測定変位量の関係

セレクションガイド

伸び差監視用センサ

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▲ システム構成図

伸び差監視用モニタ

伸び差監視用モニタ

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