VGB POWERTECH 7 (2021) - International Journal for Generation and Storage of Electricity and Heat

VGB PowerTech 7 l 2021
Empfehlungen für die Ausrüstung der Schwingungsüberwachung an Dampfturbinen
ANMERKUNG Die Beurteilungskriterien nach diesem Teil von ISO 10816 gelten für die Radialschwingungen an allen
Lagern und für die Axialschwingungen an Drucklagern.
Bild 1. Typische Messpunkte am Lager. (Quelle: DIN ISO 20816-1)
sein. Der Referenzaufnehmer, welcher einen
Impuls pro Umdrehung erzeugt, sollte
redundant vorgesehen werden und vorzugsweise
in der gleichen Messebene angebracht
werden. Die Referenz sollte von einer
dauerhaften Markierung, vorzugsweise
einer Nut, abgeleitet werden. Die
typischen Messpunkte sind im nachfolgenden
B i l d 1 dargestellt.
Die in den DIN ISO Richtlinien vorgeschlagenen
Messrichtungen lassen sich vor allem
in horizontaler und vertikaler Messrichtung
für die Wellenschwingungsaufnehmer
selten so realisieren. Deshalb ist es
üblich diese unter 45° rechts und links von
der vertikalen Achse einzubauen. Deshalb
befinden sich die Lagerschwingungsaufnehmer
oftmals dann in derselben Einbauposition
(„Prinzip derselben Messrichtung“).
Als Aufnehmertypen sind vorzugsweise
zu verwenden:
––
Beschleunigungsaufnehmer für die absoluten
Lagerschwingungen
und
––
Wirbelstromaufnehmer für die relativen
Wellenschwingungen.
Die Schwingungsaufnehmer sollten in Messebenen
platziert werden, die das Schwingungsverhalten
der Maschinensätze repräsentativ
widerspiegeln. Diese Forderung
sollte individuell für jeden Wellenstrang
festgelegt werden und widerspricht manchmal
dem Wunsch, nur kleinste Schwin-
gungswerte im Betrieb zu messen. In den
einzelnen Messebenen sollten immer zwei
Aufnehmer der gleichen Art unter einem
Einbauwinkeldifferenzwinkel von 90° montiert
werden. Dies ist vor allem bei der Auswertung
der relativen Wellenschwingungen
wichtig, wenn es um die Bildung und
Begutachtung des sogenannten „Orbits“
geht. Die Aufnehmerbestückung muss für
Schutzaufgaben nicht zwingend redundant
vorgesehen werden. In B i l d 2 sind typische
Aufnehmer abgebildet.
Bei den Beschleunigungsaufnehmern handelt
es sich um kostengünstige Aufnehmer
zur Messung der Lagerschwingungen, welche
auf dem piezoelektrischen Funktionsprinzip
und einen weiten linearen Messbereich
abdecken. Der elektrodynamische Lagerschwingungsaufnehmer
misst Schwingungen
unter Verwendung des Induktionsprinzips
und kommt ohne Stromversorgung
aus. Der Wirbelstromaufnehmer reagiert
auf die Annäherung der Welle und
der damit verbundenen Veränderung des
von ihm erzeugten Wirbelstromfeldes. Dieser
Geber ist in verschieden Bauformen erhältlich,
mit integriertem Oszillator oder
mit Kabelflasche.
Eine typische Bestückung eine Wellenstrangs
mi Sensorik ist in B i l d 3 und
B i l d 4 zu entnehmen.
Unterschiede zwischen Schutzund
Diagnosesystemen
Für die Schwingungsüberwachung bei
Nenndrehzahl sollten die jeweiligen DIN-
ISO Grenzwerte als Leitfaden für den Abschaltwert
dienen. Der Alarmwert sollte
individuell für jede Messstelle des Wellenstranges
und knapp über dem Schwankungsbereich
des Normalwertes, eingestellt
werden. Damit ist frühzeitig eine Information
über Änderungen des Schwingungszustandes
möglich. Die Abschaltung
von Maschinensätzen sollte keinesfalls auf
der Grundlage nur einer Grenzwertverletzung
erfolgen. Vorhandene schwingungsdiagnostische
Überwachungssysteme
(Analysesysteme) sollten allein nicht für
die Schutzauslösung, sondern nur zur
Alarmierung eingesetzt werden. Diagnosesysteme
sollten gegenwärtig den Status
von Informationssystemen haben, um der
Ursachenfindung und Informationsbereit-
Bild 2. Aufnehmertypen – links oben: Beschleunigungsaufnehmer, rechts oben: elektrodynamischer
Lagerschwingungsaufnehmer, links unten: Wirbelstromaufnehmer.
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