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大转子的完美平衡

经过迈克·桑特|2020年8月27日

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该安装将平衡转子所需的时间最小化,最新的升级将进一步减少这一时间。

驱动电机升级为Sulzer的高速平衡设施提供了改进的灵活性和效率。

高速平衡设施用于确保大块旋转设备的最佳性能,例如蒸汽或燃气轮机。Sulzer在世界上运营了这两个独立设施,德克萨斯州U.S.A.,最近经历了升级项目,以改善其灵活性和效率。

发电机对于我们日常生活中使用的电力至关重要,随着需求的增加,可靠的性能对于减少停电风险至关重要。苏尔寿公司为这些重要资产提供全面的维护服务,包括高速平衡。

位于德克萨斯州拉波特的独立高速平衡设备是一种专门的诊断设备,旨在测试世界上一些最大的涡轮机转子。配备真空室,它可以运行完整的汽轮机转子组件在全运行速度,如果必要,甚至超过。该安装将平衡转子所需的时间最小化,最新的升级将进一步减少这一时间。

燃料舱本身的设计可容纳30英尺(9米)长,8.5英尺(2.59米)直径的涡轮机械,高达50000磅(23吨)的重量,速度高达40000 rpm。振动诊断用于分析轴承的径向振动,以确保在运行速度下达到最佳平衡,并最大限度地减少倾斜和下降过程中的振动振幅。

服用库存
原始安装使用了20个500 HP(370千瓦)直流(DC)电机,该电流安装在20世纪90年代。这两款电机内联连接,提供1,000 HP(740千瓦)的输出,可单独操作。这些连接到三速齿轮箱,其又连接到单齿轮速度升高。还有能力添加一个是涡轮驱动器的第三变速箱。

驱动系统的设计在短时间内,电动机功率的最大容量为150%以启动转子滚动。这相当于最多1'500 HP(1,110千瓦)双电机驱动,可以配置为在其正常操作速度下转动转子或以上。

在特定速度下实现了平衡评估,需要将转子带回静止以在程序继续之前施加平衡权重。利用旧系统,再生驱动器用作制动器,也用慢速转子产生的能量送入电网。

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苏尔寿可以平衡长度为30英尺(9米)的涡轮机,直径为8.5英尺(2.59米),高达50,000磅(23吨)的重量,以速度高达40,000 rpm。

驱动升级
升级项目将包括用额定功率为500马力的交流(AC)替代电动机和新驱动器。新的驱动电机可以在额定功率的250%下短暂运行,提供2500马力(1850千瓦),可用于启动更大的转子,增加设备的容量。

新系统仍然是双电机驱动器,但现在电机始终一起运行并在它们之间共享负载,第二电动机配有用于计算转子速度的编码器。两个驱动器也以主/从属布置连接在一起,以确保电动机的最佳性能。

获得控制
原始控制系统允许工程师输入惯性设置,该设置考虑到与转子有关的许多变量,包括重量,长度和刀片/叶轮设计。转子可以被分类为六个惯性组中的一个,这将确定平衡驱动系统的配置。这些设置在多年的操作中进行了微调,但仍有一些改进空间。

为了完成平衡程序,工程师输入所需的速度设定值,电动机啮合以启动转子转动,然后将其提高到所需的速度。

使用振动诊断来分析轴承的径向振动和跨中挠度,对于确保在运行速度下达到最佳平衡,以及最小化爬坡和滑行过程中的挠度和振动振幅至关重要。

过程改进
新的系统使用精确的转矩控制来调节转子的速度被平衡,这为原来的系统提供了相当大的改进。启动转子转动所需的初始扭矩可降至最低,降低能耗。此外,将转子提高到预定速度所需的扭矩也可以进行优化,随着目标速度的接近而降低。

速度控制精度的提高提供了一个更稳定的平台来进行平衡程序,同时提高了转子加速和减速的能力,所有这些结合起来减少了完成平衡程序所需的总时间。与此同时,再生驱动器继续作为一个刹车,并回收一个大百分比的能量用于加速转子在每个周期。

另外,齿轮箱的齿轮比已经被编程到驱动系统中,并且编码器可以基于所使用的档位选择来计算转子的速度。改进的控制系统提供了更高的精度和灵活性,以及​​减少完成平衡程序所需的时间量。

长期福利
尽管具有相同的功率额定值,但新电机比原件要小得多,减少了整体动力传动系长度3英尺(900毫米)。它们也更节能,降低了该设施的总体成本。

然而,最大的进步是在控制系统,现在是一个数字的,触摸屏安装。整个平衡设施可以从两个人机界面(HMIs)操作,提供更大的控制和精度。现代驱动器和编码器提供更好的速度控制,使平衡软件提供更准确的结果。

下一次投资将涉及升级变速箱,以允许实现新电机的全部潜力。与此同时,随着现在可以容纳更大的转子,对本机构的需求持续上升,并且客户的项目可以在更短的交货时间内完成。

苏尔寿
www.sulzer.com.


了下:承重提示
标记:苏尔寿

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