보일러 공급 펌프의 유체 구동 문제 해결

유체 드라이브를 통해 주 증기 터빈에서 구동되는 보일러 공급 펌프(BFP)의 진동 수준이 높아 유체 드라이브 베어링을 자주 교체해야 했습니다. 발전소는 전력 생산을 위해 단일 BFP에 의존했습니다. 정상적인 플랜트 작동을 위해서는 BFP와 유체 구동 출력 샤프트가 2,000rpm에서 3,500rpm으로 작동해야 했습니다. MSI(Mechanical Solutions Inc.)의 테스트 결과를 통해 최종 사용자는 향후 계획된 정전 중에 MSI에서 권장하는 영구 수정 사항을 구현할 수 있을 때까지 전력 생산을 보다 안정적으로 계속하기 위해 발전소 운영을 약간 수정할 수 있었습니다.

MSI의 현장 테스트는 충격 모달 테스트와 운영 강제 응답 테스트의 조합이었습니다. 이러한 각 테스트에 대한 데이터는 유체 드라이브, 펌프, 전면 표준 및 기초의 약 125개 위치에서 수집되었습니다. 충격 모달 테스트는 플랜트가 작동하는 동안 진동의 고유 진동수와 모드 모양을 결정하는 데 사용되었습니다. 작동 강제 응답 테스트 데이터는 펌프 및 드라이브 어셈블리의 작동 편향 형상(ODS)을 생성하는 데 사용되었습니다(그림 1). MSI가 수행하는 유형의 상세한 ODS는 주어진 주파수에서 구조의 각 부분의 상대적인 움직임(진폭 및 위상)을 보여주고 일반적으로 문제 원인과 상대적 중요성에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다. MSI는 또한 샤프트 라이더 스틱을 사용하여 기계 트레인에서 가능한 비틀림 고유 진동수를 조사했습니다.

작동 테스트 결과 높은 진동 수준은 60Hz(Hz)에서 발생했으며 주로 유체 구동 장치의 입력단과 전면 표준에서 발생했으며 유체 구동 출력 샤프트 속도 2,500rpm(42Hz)에서 최고조에 달했습니다. 그러나 출력 샤프트의 진동 수준은 42Hz보다 60Hz에서 훨씬 더 높았습니다. MSI는 60Hz에서 높은 진동 수준이 주로 로터 시스템의 비틀림 임계 속도 때문이라고 결론지었습니다. 로터 시스템은 유체 드라이브의 오일 양의 함수로 60Hz로 "조정"할 수 있었습니다. 유체 드라이브의 비틀림 강성은 출력 샤프트 속도를 제어하므로 진동 수준이 출력 샤프트 속도와 관련이 있는 것으로 나타났습니다(그러나 간접적으로 밝혀짐). 또한 약 64Hz에서 유체 구동 베어링 받침대의 구조적 고유 진동수는 ODS 및 모달 테스트를 통해 명확하게 식별되었습니다. 로터/구조적 결합 진동은 유체 드라이브 아래 기초의 심각한 열화를 초래하여 ODS 및 모드 분석 애니메이션에서 밑창 플레이트가 더 이상 기초에 통합적으로 연결되어 있지 않음을 보여줌으로써 명백한 시스템 진동을 더욱 확대했습니다. 베어링 받침대 고유 진동수와 기초 분리는 60Hz에서 전체 시스템 흔들림을 증폭했지만 비틀림 임계 속도가 문제의 근본 원인이었습니다.

그림 1. 펌프 트레인이 작동하는 동안 수행된 모달 "범프" 테스트의 과장된 모션 애니메이션에서 프레임 고정 그림. 더 이상 밀접하게 연결되어 있지 않은 것으로 표시된 콘크리트 기초에 대한 유체 구동 장치 및 바닥판의 베이스 운동에 주목하십시오.

공장은 계속 가동되어야 했습니다. 따라서 재단과 관련된 장기 수정은 단기 옵션이 아니었습니다. 전력 생산을 유지하기 위해 고객은 MSI의 결과를 사용하여 2,500rpm에서 유체 구동 작동을 피하여 급격한 베어링 마모/고장 및 전면 표준 열화를 제한하는 전략을 수립했습니다. 문제의 비틀림 주파수를 이동시키기 위해 커플링 및 기타 샤프트 구성요소에 대한 수정과 함께 기초에 대한 영구적인 수정이 계획되고 향후 정전에 대비했습니다.

저자 정보:
William Marscher는 사장 겸 기술 이사이고 Eric Olson은 NJ, Whippany에 기반을 둔 컨설팅 및 R&D 회사인 Mechanical Solutions Inc.(MSI)의 마케팅 이사입니다. 자세한 내용은 www.mechsol.com을 방문하거나 973-326으로 ​​전화하십시오. -9920.