2012/01/17 業界コラム 瀧本 孝治 状態監視モニタ vol.5 ~ 伸び差モニタ(その1) ~ 新川電機株式会社 瀧本 孝治 マーケティング部 ST製品企画室...もっと見る マーケティング部 ST製品企画室 前回の偏心計測と同様、今回もTSI(タービン監視計器)特有の監視項目の1つである、蒸気タービンのロータとケーシングの相対的な伸びの差である「伸び差」の計測に関して説明します。 伸び差計測とはタービンロータはスラストベアリングでケーシングに対して軸方向の動きが固定されていますが、スラストベアリングから離れた場所では、タービンロータとケーシングの熱容量の差により、起動後の温度上昇ともにロータとケーシングの伸び量に差が生じ、その差は時間とともに変化します。このロータとケーシングの相対的な伸びの差を「伸び差」と呼びます。タービン起動中だけでなく、タービンの停止過程から停止後にかけての温度降下時においても伸び差は変化することになります。 図7. タービンブレードとケーシングのクリアランスタービン運転中、図7に示すタービンブレードとケーシングの間のクリアランスが異常に狭くなって、接触するようなことになればタービンを損傷してしまう重大な事故となってしまいます。したがって、伸び差計測は、大型のタービンにおける大変重要な監視項目となっています。そのため、大型の発電用タービンでは1系統の伸び差計測システムが故障しても、問題なく伸び差計測を継続できるように、1箇所の伸び差計測に、センサから伸び差モニタまで3系統設置する三重化システムが採用されています。 伸び差モニタのレンジには、伸び差の原点となる「グリーンマーク」をゼロとして、ケーシングよりもロータの伸び量が大きい「ロータロング」方向をプラス、ケーシングよりもロータの伸び量が小さい「ロータショート」方向をマイナスとする場合と、ロータショート側の最小値をゼロ、ロータロング側の最大値をフルスケールとして、その途中の値にグリーンマークを配置する場合があります。伸び差モニタレンジのスパンは、そのマシントレインの規模と、測定箇所によって異なりますが、大型のコンバインドサイクル発電システムの低圧タービン伸び差計測では50mmを超える場合があります。 さて、タービン起動後の伸び差は、ロータの方がケーシングより早く熱せられて膨張するため、ロータロング方向に動くこととなりますが、その起動過程ではロータが熱膨張するよりも早く、ロータの回転による遠心力(ロータが太く短くなる方向の力)でロータが縮み、一時的にロータショート方向に動きます。これを「遠心力縮み」と呼びます。その逆にタービン停止過程では、ロータが冷えて縮まるよりも早く、ロータ回転数の降下に伴う遠心力の低下により一時的にロータロング方向に動く「遠心力解放による伸び」が発生します。したがって、タービン起動操作を行なう前には「遠心力縮み」を、タービン停止操作を行なう前には「遠心力解放による伸び」を考慮して、それでもなお接触を起こさない余裕を持った範囲にあることを確認することが必要となります。 伸び差計測センサ伸び差計測には測定レンジが14mmのVK-143Pや、26mmのVK-263Pなど、ロングレンジの渦電流式変位トランスデューサが使用されます。 センサの取付に関しては、図8に示すように主なものとして、測定カラーに対して片側にセンサを配置する単センサ方式(図8-(a))、測定カラーに対して両側にセンサを配置してセンサの測定レンジの2倍までの伸び差を測定できるようにする相補伸び差方式(図8-(b)、および測定面をテーパ状としてセンサの測定レンジの数倍の伸び差を測定できるようにするランプ伸び差方式(図8-(c))があります。 各伸び差方式と、それぞれの伸び差モニタの演算方法に関しては次回説明します。 (a) 単センサ方式 (b) 相補伸び差方式 (c) ランプ伸び差方式図8. 主な伸び差計測におけるセンサ取付方式 本コラム関連製品 VM-5シリーズVM-7シリーズFKシリーズ この記事に関するお問い合わせはこちら 問い合わせする 新川電機株式会社 瀧本 孝治さんのその他の記事 2024/07/09 業界コラム 回転機械の振動と状態監視 ( その 4 ) 2024/07/02 業界コラム 回転機械の振動と状態監視 ( その 3 ) 2024/06/25 業界コラム 回転機械の振動と状態監視 ( その 2 ) 2024/06/17 業界コラム 回転機械の振動と状態監視 ( その 1 ) 2024/02/14 業界コラム 渦電流式変位センサの原理と特徴 2023/11/07 業界コラム 渦電流式変位センサの原理と特徴 2014/09/09 業界コラム 分かりにくい用語とその意味(13)バランス調整 / 不釣合い修正 2014/08/05 業界コラム 分かりにくい用語とその意味(12)ハイスポットとヘビースポットの位相角 2014/07/08 業界コラム 分かりにくい用語とその意味(11)振動ベクトルとポーラ線図 2014/05/13 業界コラム 分かりにくい用語とその意味(10)同期サンプリングにおける設定 2014/04/08 業界コラム 分かりにくい用語とその意味(9)非同期サンプリングにおける設定 2014/03/11 業界コラム 分かりにくい用語とその意味(8)同期サンプリングと非同期サンプリング 2014/02/12 業界コラム 分かりにくい用語とその意味(7)データ収集間隔 / データ保存間隔 2014/01/14 業界コラム 分かりにくい用語とその意味(6)サンプリング周波数 2013/12/10 業界コラム 分かりにくい用語とその意味(5)位相基準信号(フェーズマーカ) 2013/10/08 業界コラム 分かりにくい用語とその意味(4)軸振動センサのX-Y取付けでできること 2013/09/03 業界コラム 分かりにくい用語とその意味(3)軸振動センサのX-Y取付け 2013/08/06 業界コラム 分かりにくい用語とその意味(2)ターゲット、システムケーブル長 2013/07/09 業界コラム 分かりにくい用語とその意味(1)非接触変位センサの精度に関する用語の意味 2013/06/11 業界コラム 振動解析と診断 vol.11 ~ ポータブル振動解析システムKenjin ~ 2013/05/14 業界コラム 振動解析と診断 vol.10 ~ 振動解析診断システムの紹介(5) ~ 2013/04/09 業界コラム 振動解析と診断 vol.9 ~ 振動解析診断システムの紹介(4) ~ 2013/03/12 業界コラム 振動解析と診断 vol.8 ~ 振動解析診断システムの紹介(3) ~ 2013/02/13 業界コラム 振動解析と診断 vol.7 ~ 振動解析診断システムの紹介(2) ~ 2013/01/16 業界コラム 振動解析と診断 vol.6 ~ 振動解析診断システムの紹介(1) ~ 2012/09/04 業界コラム 振動解析と診断 vol.5~ ロータキットによる異常発生時の解析事例(2)~ 2012/08/07 業界コラム 振動解析と診断 vol.4 ~ ロータキットによる異常発生時の解析事例(1)~ 2012/07/10 業界コラム 振動解析と診断 vol.3 ~ オービットとポーラ線図 ~ 2012/06/12 業界コラム 振動解析と診断 vol.2 ~ 解析グラフ ~ 2012/05/15 業界コラム 振動解析と診断 vol.1 ~ 振動解析の概要 ~ 足立 正二安藤 真安藤 繁青木 徹藤嶋 正彦古川 怜後藤 一宏濱﨑 利彦早川 美由紀堀田 智哉生田 幸士大西 公平䕃山 晶久神吉 博金子 成彦川﨑 和寛北原 美麗小林 正生久保田 信熊谷 卓牧 昌次郎万代 栄一郎増本 健松下 修己松浦 謙一郎光藤 昭男水野 勉森本 吉春長井 昭二中村 昌允西田 麻美西村 昌浩小畑 きいち小川 貴弘岡田 圭一岡本 浩和大西 徹弥大佐古 伊知郎斉藤 好晴坂井 孝博櫻井 栄男島本 治白井 泰史園井 健二宋 欣光Steven D. Glaser杉田 美保子田畑 和文タック 川本竹内 三保子瀧本 孝治田中 正人内海 政春上島 敬人山田 明山田 一米山 猛吉田 健司結城 宏信 2024年10月2024年9月2024年8月2024年7月2024年6月2024年5月2024年4月2024年3月2024年2月2024年1月2023年12月2023年11月2023年10月2023年9月2023年8月2023年7月2023年6月2023年5月2023年4月2023年3月2023年2月2023年1月2022年12月2022年11月2022年10月2022年9月2022年8月2022年7月2022年6月2022年5月2022年4月2022年3月2022年2月2022年1月2021年12月2021年11月2021年10月2021年9月2021年8月2021年7月2021年6月2021年5月2021年4月2021年3月2021年2月2021年1月2020年12月2020年11月2020年10月2020年9月2020年8月2020年7月2020年6月2020年5月2020年4月2020年3月2020年2月2020年1月2019年12月2019年11月2019年10月2019年9月2019年8月2019年7月2019年6月2019年5月2019年4月2019年3月2019年2月2019年1月2018年12月2018年11月2018年10月2018年9月2018年8月2018年7月2018年6月2018年5月2018年4月2018年3月2018年2月2018年1月2017年12月2017年11月2017年10月2017年9月2017年8月2017年7月2017年6月2017年5月2017年4月2017年3月2017年2月2017年1月2016年12月2016年11月2016年10月2016年9月2016年8月2016年7月2016年6月2016年5月2016年4月2016年3月2016年2月2016年1月2015年12月2015年11月2015年10月2015年9月2015年8月2015年7月2015年6月2015年5月2015年4月2015年3月2015年2月2015年1月2014年12月2014年11月2014年10月2014年9月2014年8月2014年7月2014年6月2014年5月2014年4月2014年3月2014年2月2014年1月2013年12月2013年11月2013年10月2013年9月2013年8月2013年7月2013年6月2013年5月2013年4月2013年3月2013年2月2013年1月2012年12月2012年11月2012年10月2012年9月2012年8月2012年7月2012年6月2012年5月2012年4月2012年3月2012年2月2012年1月2011年12月2011年11月2011年10月2011年9月2011年8月2011年7月2011年6月2011年5月2011年4月2011年3月2011年2月2011年1月2010年12月2010年11月2010年10月2010年9月2010年8月2010年7月2010年6月2010年5月2010年4月2010年3月2010年2月2010年1月2009年12月