Generaattorin roottorien korkeanopeustasapainotus

Uudelleenrakennetut, korjatut tai kunnostetut roottorit vaativat dynaamisen tasapainotuksen turvallisen ja luotettavan toiminnan varmistamiseksi. Tasapainotus vähentää roottorista laakereihin, staattoriin ja muihin ympäröiviin komponentteihin siirtyvää tärinää, mikä lisää pyörivän koneiston käyttöikää, luotettavuutta ja tehokkuutta. Erityisesti generaattorin roottoreiden osalta sähkötoimintojen testauksesta on tullut vakiokäytäntö.

Korkeanopeustasapainotus ja sähkötestaus konepajallamme

Elcolinen Turbiini- ja generaattoripalvelut (TGS) ylläpitää Västeråsissa, Ruotsissa korjaamoa generaattoreiden täysimittaisiin huoltopalveluihin. Korjaamon vieressä sijaitseva, Pohjoismaiden ainoa riippumaton korkeanopeustasapainotuslaitos laajentaa palveluvalikoimaa entisestään. Tasapainotuslaitoksessa käytämme kahta erikoiskonetta, jotka suorittavat korkeanopeustasapainotuksen ja testauksen ISO 21940 -laadunstandardin mukaisesti. Yli 700 roottorin tasapainotuksesta saadun kokemuksen avulla insinöörimme suorittavat sekä kylmä- että kuumatasapainotuksia sekä sähkötestejä sekä pysähdyksissä että toimintanopeuksilla.

Alun perin laitos oli suunniteltu tasapainottamaan kaikki Västeråsissa valmistetut ASEA- ja ABB-turbogeneraattorien roottorit, mutta nykyään se palvelee kaikkien merkkien uusia, korjattuja tai kunnostettuja roottoreita. Vuosien varrella olemme tasapainottaneet kaikkea pienimmistä herätinroottoreista aina suuriin ydinvoimaloiden turbogeneraattoreihin.

Laajat tasapainotusmahdollisuudet

Pienempi yksikkö tasapainottaa roottorit välillä 1.300–30.000 kg ja suurempi yksikkö välillä 30.000–110.000 kg. Viereisessä korjaamossa sijaitsevat varaosien valmistus-, korjaus- ja muokkaustoiminnot.

Laaja tekninen osaaminen

Kokeneet asiantuntijamme ovat tasapainottaneet kaikkea pienimmistä herätinakselista suuriin ydinvoimaloiden turbogeneraattoreihin.

Kattava osaaminen ja palvelut

Tasapainotuslaitoksessa tasapainotamme sekä jäykkiä että joustavia roottoreita sekä matalilla että korkeilla nopeuksilla. Suoritamme myös ylikierrostestejä 120 %:n nimellisnopeudella rakenteellisen eheyden varmistamiseksi.

Käsittelemme kaikkien moottorien, generaattorien ja muiden laitteiden roottoreita, jos ne vain täyttävät tasapainotuslaitteiden vaatimukset. Lisäksi tarvitaan oikeat laakerit, laakeritiivisteet ja sovitin pyörivään moottoriin. Varastossamme on näitä vakiokomponentteja. Lisäksi kokeneet ammattilaisemme voivat tehdä tarvittavat sovitukset roottorillesi; he voivat suunnitella ja valmistaa tarvittavat osat. Voimme myös käyttää asiakkaan toimittamia laakereita, jotka sovitamme jalustoihimme soviterenkaiden avulla.

Jäykät vs. joustavat roottorit

Ennen kuin roottori voidaan tasapainottaa, se on ensin määriteltävä joko ”jäykäksi” tai ”joustavaksi”. Jäykät roottorit toimivat hyvin ensimmäisen kriittisen nopeutensa alapuolella, kun taas joustavat roottorit voivat saavuttaa yhden tai jopa kaksi kriittistä nopeutta ennen varsinaista toimintanopeuttaan. Tässä yhteydessä ”kriittinen nopeus” tarkoittaa pyörimisnopeutta, joka vastaa roottorin luonnollista taajuutta. On olennaista määrittää, onko roottori jäykkä vai joustava (ja joustavien kohdalla kriittisten nopeuksien määrä toimintanopeuden alapuolella), jotta tasapainotusmenetelmä ja tasapainotuksen hyväksymiskriteerit voidaan määrittää oikein.

Lisäksi jäykän ja joustavan roottorin määrittely vaikuttaa siihen, mikä sääntelystandardi soveltuu tasapainotukseen. Sekä jäykille että joustaville roottoreille sovelletaan nykyisin ISO 21940 -standardia. Öljy- ja kaasuteollisuudessa käytetään yleensä API 541- tai API 546 -standardeja, mutta muitakin voi soveltua. Nämä standardit määrittelevät myös saavutettavan tasapainotuksen laatuluokan.

Matalanopeus vs. korkeanopeustasapainotus

Matalanopeustasapainotus voidaan suorittaa (yleensä alle 900 rpm:n nopeuksilla) jäykille roottoreille, jotka eivät vaadi korkeaa tasapainotuksen laatuluokkaa. Korkeanopeustasapainotus tarvitaan kaikille joustaville roottoreille sekä jäykille roottoreille, jotka vaativat erittäin tarkan tasapainotuksen. Koska korkeanopeudella pyörivän roottorin hitausenergia on erittäin suuri, tasapainotuskone on rakennettava bunkkeriin tai paksuun betonirakenteeseen. Elcoline TGS:n tasapainotuslaitteet täyttävät tämän vaatimuksen.

Esimerkki tasapainotusohjelmasta

• Laakerijalustojen säätö tasapainotushuoneessa
• Roottorin asennus tasapainotuskoneeseen
• Heiton tarkastus ennen tasapainotusta
• Tasapainotusnopeuksien määrittely
• Testiajo vaikutuskerroinmatriisin määrittämiseksi
• Tasapainotus nimellisnopeuteen
• Ylikierrostesti 120 % nimellisnopeudesta, kesto 2 minuuttia
• Viimeistelytasapainotus: G 2.5 -laatu ISO 21940 -standardin mukaisesti
• Heiton tarkastus tasapainotuksen jälkeen
• Tasapainopainojen kiinnitys
• Roottorin palautus kuljetuslaatikkoon tai telineeseen

Roottorin epätasapainon tietokoneavusteinen arviointi

Autamme laitosten käyttäjiä tasapainotustestien tulosten arvioinnissa ja vianmäärityksessä. Meillä on vahvat näytöt värähtelyanalytiikasta sekä tasapainotuslaitoksessamme että asiakkaan omalla toimipaikalla. Käytämme erityisiä laskentajärjestelmiä, jotka keräävät nopeasti dataa ja arvioivat roottorin epätasapainoa. Kaikki kerätty tieto analysoidaan, jotta tasapainotus voidaan suorittaa mahdollisimman nopeasti. Jos ilmenee ongelmia, kuten aliharmoninen virittyminen tai lämpötaipuma, ohjelmisto analysoi nopeasti värähtelykäyttäytymisen ja tuottaa arvokasta dataa päätöksenteon tueksi. Lisäksi roottorin aiemmasta tasapainotuksesta (tai sarjasta identtisiä roottoreita) kerättyä dataa voidaan hyödyntää prosessin optimoinnissa entisestään.

Turbogeneraattoriroottorien sähkötestaus

Tasapainotuslaitoksemme on täysin varusteltu simuloimaan käyttöolosuhteita ja suorittamaan laajan valikoiman keskeisiä sähkötestejä. Ohessa on esimerkkejä testeistä, joita suoritetaan sekä pysähdyksissä että pyörimisen aikana aina toimintanopeuteen asti

Korkeajännitetesti ja kierrosvälinen eristyksen tarkistus

• Impedanssimittaus pysähdyksissä ja pyörimisen aikana
• Magneettivuon mittaus pyörimisen aikana
• RSO-mittaus pysähdyksissä ja pyörimisen aikana
• Eristysvastusmittaus pysähdyksissä ja pyörimisen aikana
• Resistanssimittaukset pysähdyksissä

Tasapainotuksen dokumentointi

Dokumentoimme kaiken tekemämme työn. Tämä antaa operaattoreille kirjallisen tiedon laitteiston nykytilasta ja helpottaa tulevaa suunnittelua ja huoltotyötä. Esimerkkejä tasapainotuksen dokumentaatiosta ovat:

• Jälkipyörimiskäyrät tasapainotuksen jälkeen
• Ylikierrostestin tulokset ennen ja jälkeen jäännösepätasapainon
• Lopullinen tasapainotusprotokolla kiinnitettyine tasapainopainoina ja jäännösepätasapainoineen
• Sähkötestiprotokollat
• Heittomittaukset ennen ja jälkeen tasapainotuksen

Huipputason laitteet, kokemus ja osaaminen

• Täysin varusteltu laitos generaattori- ja moottoriroottoreille sekä muille sovelluksille

• Yli 700 roottoria tasapainotettu ja testattu viimeisen 20 vuoden aikana

• Laakereita ja laakeritiivisteitä varastossa

• Korjaamo osien valmistukseen, korjaukseen ja muokkaukseen

• Asiantuntevaa apua roottorien arviointiin ja vianmääritykseen

SPECIFICATIONS AND REQUIREMENTS FOR BALANCING UNIT #1 (MAX 30,000 KG)

Unit 1 has two bearing pedestals with built-in vibration velocity meters in horizontal, vertical, and axial directions. Hydraulics allow the slide bearings to be varied between soft and stiff (soft pedestals are needed for low-speed balancing, stiff pedestals for high-speed balancing). Note that heat runs with current in the rotor can only be performed at low-speed.

SPECIFICATIONS AND REQUIREMENTS FOR BALANCING UNIT #2 (MAX 110,000 KG)

Unit 2 is for rotors above 30,000 kg, which require two or three bearing pedestals. All pedestals have built-in vibration velocity meters in horizontal, vertical, and axial directions. Journal bearings are mounted in stiff pedestals. Shaft movements can be measured.