بررسي تجربي و عددي پايش سلامت پره‌هاي توربين با استفاده از ارتعاشات مطلق ياتاقان

يكي خرابيهاي حادثه ساز در توربينها گاز و بخار، شكست پره‌ها مي‌باشد كه معمولا به صورت ناگهاني اتفاق مي افتد و خسارات سنگيني ايجاد مي شود. وقتي يك پره از ميان جريان با فشار نوساني درون توربين عبور ميكند، مود‌هاي ارتعاشي پره تحريك مي‌شود. پايش سلامت پره شامل روشهايي است ‌كه با اندازه‌گيري ارتعاشات پره بتوان اطلاعاتي از وضعيت سلامت پره در حين دوران كسب كرد. يكي از مهم‌ترين پارامترهاي نشانگر سلامت پره، فركانس‌هاي طبيعي آن است. روش غيرتماسي مورد توجه و كاربردي امروزه، استفاده از سنسورهاي مجاورت پره براي كسب زمان رسيدن پره (BTT) به سنسور ميباشد كه براي پايش وضعيت پره مورد استفاده قرار ميگيرد. كسب زمان رسيدن پره به نوبهي خود داراي محدوديتي از قبيل، احتياج به سوراخ كردن پوسته توربين به منظور نصب تعدادي سنسور براي هر رديف از پره‌هاي توربين و هزينه بالاي آن است. هدف از اين پژوهش بررسي امكان استفاده از داده‌هاي اندازه‌گيري شده توسط سنسورهاي نصب شده بر ياتاقان براي تعيين وضعيت ارتعاشات پره‌هاي توربين مي‌باشد. اين سنسورها از نوع شتاب‌سنج بوده و معمولا در اكثر توربين‌هاي نيروگاهي به صورت نصب شده وجود دارند و ميتواند كمي از محدوديتهاي موجود بكاهد. در اين مقاله با يك تست آزمايشگاهي با قرار دادن موقعيت پره در زاويه 75 درجه نسبت به محور دوران و با اعمال يك ضربه به پره در حين دوران با استفاده از يك سنسور شتاب سنج اقدام به كسب سيگنالهاي ارتعاشي در ياتاقان شد. با تحليل كردن اين سيگنالها، امكان تشخيص فركانس طبيعي پره سالم و ترك‌دار از بين فركانس‌هاي ارتعاشي اجزاي سيستم ميسر گرديد. اين پژوهش خود راه جديدي براي پيش بيني رفتار ديناميكي پره براي جلوگيري از حوادث ميتواند باشد. در ادامه راه به شبيه‌سازي سيستم و پره آزمايش شده در نرم افزار آباكوس پرداخته شده و تست انجام شده مورد اعتبار سنجي قرار گرفت.