Situatie

Bij een klant in de energie sector werd er in het monitoringsysteem op de turbine-generator (36MW) een stijging van trillingen vastgesteld.

De trillingen stegen langzaam over enkele jaren bekeken. Er werd overlegd met de fabrikant, zij stelden een uitgebreid pakket aan testen voor tijdens een meetcampagne. Deze meetcampagne diende ingepland te worden, op een voor beide partijen passend moment. Op de testmoment diende de machine ter beschikking te staan van de uit te voeren testen.

Bij een korte productiestop, kregen we de vraag of wij de opstart konden monitoren en op die manier al enkele mogelijke oorzaken konden bepalen of uitsluiten. De uitdaging bij deze vraag was dat de opstart de dag nadien gepland stond maar dat hier geen zeker/correct tijdstip op gekleefd kon worden.

Meetoplossing

De machine is uitgerust met een Bently Nevada 3500 rack ivm de protectie. Vanaf dit rack konden we de axiale, radiale trillingen en keyphasor aftakken. Door ons mobiel Setpoint rack hier aan te koppelen kunnen we de volledige datastroom capteren met sampling op de juiste momenten. Zo werden er samples genomen bij een toerental of amplitude wijziging maar ook per tijd.

Dit rack bevat een interne geheugenkaart waarop de data bewaard kan worden. Door dit rack te koppelen met een PC konden we de trillingen remote opvolgen, uitlezen en analyseren.

Maar er zijn niet noodzakelijk mensen on-site nodig die tijdens de ganse opstartfase van de plant aanwezig dienen te zijn.

Metingen

De machine werd opgestart volgens normale procedure. Tijdens deze procedure werden de radiale trillingen en de asverplaatsingen gemeten.

Het doorlopen van het resonantiegebied werd bekeken, hier zien we geen verschillen met metingen die voorheen gebeurd zijn. De amplitude loopt echter wel hoger op. Dit wijst erop dat er een grotere kracht aanwezig is en geen structureel probleem is.

De data werd in detail bekeken, waarbij onderstaande plots een belangrijke rol speelde:

We zien dat na het doorlopen van het kritisch gebied de trillingen op 1xrpm stelselmatig stijgen.

De verhoogde waarden zijn reeds aanwezig vanaf de no-load operation. In de trending zien we ook dat de trillingen niet toenemen met de belasting. We denken dus eerder aan een mechanisch verschijnsel als oorzaak van de trillingen.

De dag na de start opstart is er een schijnbaar plotse wijziging van het trillingsgedrag:

In procestrends werd gezocht naar een verklaring. Hierbij was er een mogelijke lastwijziging door stoom. Dit is 20min na de laatste lastwijziging 34 naar 36MW. In de trends zien we dat de turbine niet reageert, de generator wel.

De axiaalprobes tonen geen wijziging, hetgeen we met een lastwissel wel te verwachten is. De GAP spanning (positie as) en de fase blijven gelijk, de 1x trilling wijzigt alleen in amplitude.

We hebben dus een sprong/wijziging in trillingen die we niet direct kunnen verklaren. Het gedrag is op kleine schaal identiek dan het probleem (1x rpm wijziging met gelijke fase)

Besluit

Het onderzoek naar de verhoogde trillingen heeft plaats gevonden zonder invloed te hebben op de productie. Ook waren er tijdens de start geen mensen ter plaatse nodig. Door de “light” versie van het testprotocol van de fabrikant uit te voeren zijn er nog maar enkele oorzaken mogelijk.

Door deze data, de historische data en revisieverslagen van de machine te bekijken, kunnen we stellen dat de oorzaak gezocht moet worden in onbalans op de generator.