Obiectiv: CNE CERNAVODA
Beneficiar: ISPE Bucuresti pentru CNE CERNAVODA
Contract: Nr.28 din 2007
Faza de proiectare: Studiu
Denumire contract: CNE Cernavoda. Urmarirea vibratiilor la structura de sustinere a turbogeneratoarelor U1 si U2. Partea de efectuare a masuratorilor si prelucrarea finala.
Denumire lucrare: Masuratori de vibratii fundatie TG,U1 - Trim. IV-2009
UV-ST-2009-U1-4-021
Cod borderou:
CAPITOLUL 1
MǍSURǍRI NIVELE DE VIBRATII LA
UNITATEA 1 - CNE CERNAVODA
AMPLASAREA PUNCTELOR DE MASURA SI VALORILE GLOBALE ALE PARAMETRILOR INREGISTRATI
COTA 117 m
Fig.1
I. Masurari la nivelul 117 m.
Amplasarea punctelor de masura in jurul grupului turbogenerator (TG) este data in fig.1.
In tabelul 1.1 sunt date valorile globale ale parametrilor masurati in cele 4 etape de masurare din anul 2009:
Tabelul 1.1
|
Pct. masura |
Directia |
Parametrul | ||||
|
Vertical |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Transversal |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Axial |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Vertical |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Transversal |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Vertical |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Transversal |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Axial |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Vertical |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Transversal |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Vertical |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Transversal |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Vertical |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Transversal |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Vertical |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Transversal |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Vertical |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Transversal |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Axial |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Vertical |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Transversal |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Axial |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Vertical |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Transversal |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Vertical |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Transversal |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Vertical |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Transversal |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) |
II. Masurari la nivelul 107 m.
In fig.2 sunt reprezentate cele trei puncte de masura, amplasate astfel:
F - sub admisia de abur viu (intre conductele CV2 si CV3), pe planseul izolat fata de stalpii de sustinere a tablierului grupului turbogenerator;
S3 - pe stalpul S3 apartinand constructiei cladirii;
T3 - pe stalpul T1' de sustinere a planseului turbogeneratorului.
In tabelul 1.2 sunt date valorile globale ale parametrilor masurati in punctul F.
Tabelul 1.2
|
Pct. masura |
Directia |
Parametrul | ||||
|
F |
Vertical |
v (mm/s) |
| |||
|
d mm) | ||||||
|
Transversal |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Axial |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) |
III. Masurari la cotele 93 m si 107 m, pe cei doi stalpi selectati: T1' si S3 .
In fig.3 sunt reprezentate cele doua puncte de masurare: S3 (amplasat la baza stalpului S3 de sustinere a constructiei) si T3 (amplasat la baza stalpului T1', care sustine tablierul grupului turbogenerator si este situat sub treapta de inalta presiune TIP a turbinei). Cei doi stalpi sunt izolati intre ei pe inaltime, ambii fiind insa incastrati in fundatie.
In tabelele 1.3 si 1.4 sunt date valorile globale ale parametrilor masurati pe cei doi stalpi la cotele 93 m si 107 m.
Tabelul 1.3
|
Pct. masura |
Directia |
Parametrul | ||||
|
S3 Cota 93 |
Vertical |
v (mm/s) | ||||
|
d mm) | ||||||
|
Transversal |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Axial |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
S3 Cota 107 |
Vertical |
v (mm/s) | ||||
|
d mm) | ||||||
|
Transversal |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Axial |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) |
Tabelul 1.4
|
Pct. masura |
Directia |
Parametrul | ||||
|
T3 Cota 93 |
Vertical |
v (mm/s) | ||||
|
d mm) | ||||||
|
Transversal |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Axial |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
T3 Cota 107 |
Vertical |
v (mm/s) | ||||
|
d mm) | ||||||
|
Transversal |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) | ||||||
|
Axial |
v (mm/s) | |||||
|
d mm) |
Lantul de masura, reprezentat in fig. 4, este format din: A - accelerometru B&K 4370; vibrometru B&K 2511; placa de achizitie (A/D) National Instruments AI-16E-4; Note Book (laptop) DELL D830, cu program de achizitie vibratii in LABview.
Masuratorile au constat in inregistrarea semnalelor de vibratii ( pe intervalul Dt = 10 s) in programul LABview, corespunzator vitezei si deplasarii. In lucrarea s-au dat semnalele in timp real al celor trei parametri inregistrati.
S-a efectuat procesarea semnalelor in laborator, utilizand de asemenea programul LABview, obtinandu-se pentru parametrii inregistrati spectrogramele, respectiv distributia amplitudinilor pe frecventa. Intervalele de frecventa utilizate au fost de (0 10) Hz si (10 50) Hz. In mod special, pentru punctele 1 ÷ 4 situate in jurul generatorului, s-au realizat spectrograme si in intervalul de frecvente (50 ÷ 110) Hz, pentru a pune in evidenta valoarea componentei de 100 Hz a vibratiilor induse de campul electric al generatorului.
Dat fiind obiectivul urmarit, respectiv comportarea la vibratii a constructiei suport a grupului turbogenerator, vibratiile de joasa frecventa sunt cele ale caror efecte sunt cele mai importante in cazul elementelor de constructie realizate din beton armat.
In continuare lucrarea este structurata in urmatoarele capitole:
Cap.2. Inregistrari in timp real si spectrograme pe doua intervale de frecventa: (0 ÷ 10) Hz si (10 ÷ 50) Hz ale parametrilor viteza, v si deplasare, d;
Cap.3. Comentarii asupra situatiei reiesite din analiza valorilor globale (cap.1) si a diagramelor din cap.2.
CAPITOLUL 2
INREGISTRARI IN TIMP REAL SI SPECTROGRAME PE
DOUA INTERVALE DE FREVENTA, (0 ÷ 10) Hz SI (10 ÷ 50) Hz,
ALE PARAMETRILOR: VITEZA, v SI DEPLASARE, d
Cota 117 m - Punctul 1
Viteza verticala.
Deplasare verticala.
Viteza transversala.
Deplasare transversala
Viteza axiala
Deplasare axiala
Punctul 2
Viteza verticala.
Deplasare verticala.
Viteza transversala.
Deplasare transversala.
Punctul 3
Viteza verticala.
Deplasare verticala.
Viteza transversala
Deplasare transversala.
Viteza axiala
Deplasare axiala
Punctul 4
Viteza verticala.
Deplasare verticala.
Viteza transversala.
Deplasare transversala.
Punctul 5
Viteza verticala.
Deplasare verticala
Viteza transversala.
Deplasare transversala.
Punctul 6
Viteza verticala.
Deplasare verticala.
Viteza transversala.
Deplasare transversala.
Punctul 7
Viteza verticala.
Deplasare verticala.
Viteza transversala.
Deplasare transversala.
Punctul 8
Viteza verticala.
Deplasare verticala.
Viteza transversala
Deplasare transversala
Viteza axiala
Deplasare axiala.
Punctul 9
Viteza verticala.
Deplasare verticala.
Viteza transversala
Deplasare transversala.
Viteza axiala.
Deplasare axiala.
Punctul 10
Viteza verticala.
Deplasare verticala.
Viteza transversala
Deplasare transversala.
Punctul 11
Viteza verticala.
Deplasare verticala
Viteza transversala.
Deplasare transversala.
Punctul 12
Viteza verticala.
Deplasare verticala
Viteza transversala.
Deplasare transversala.
Cota 107 m
Punctul F
Viteza verticala.
Deplasare verticala.
Viteza transversala.
Deplasare transversala.
Viteza axiala
Deplasare axiala
Stalp S3
Viteza verticala.
Deplasare verticala.
Viteza transversala.
Deplasare transversala.
Viteza axiala.
Deplasare axiala
Stalp T3
Viteza verticala
Deplasare verticala.
Viteza transversala.
Deplasare transversala.
Viteza axiala.
Deplasare axiala
Cota 93 m
Stalp S3
Viteza verticala
Deplasare verticala
Viteza transversala.
Deplasare transversala.
Viteza axiala.
Deplasare axiala
Stalp T3
Viteza verticala.
Deplasare verticala.
Viteza transversala.
Deplasare transversala.
Viteza axiala.
Deplasare axiala.
CAP. 3
ANALIZA MASURATORILOR EFECTUATE SI COMENTARII
ASUPRA VALORILOR INREGISTRATE
3.1. Comentarii asupra valorilor vitezelor si deplasarilor de vibratie (cap.1)
3.1.1. Generalitati
In capitolul 1 sunt inserate valorile globale (RMS) ale parametrilor masurati. De remarcat ca in cazul acceleratiilor nu sunt date limite admisibile ale vibratiilor, deoarece pentru acest parametru apar distorsiuni datorita amplificarii valorii deplasarii cu patratul pulsatiei, astfel incat apar ca importante componentele de frecventa inalta ale acceleratiei, cu toate ca acestea inmagazineaza o valoare mai putin importanta a energiei vibratiei. Din aceasta cauza, se vor utiliza doar valorile RMS ale vitezelor si deplasarilor. Valorile admisibile globale, ale parametrilor v = viteza si d = amplitudine de vibratie sunt date in tabelul 3.1:
Tabelul 3.1
|
Obiectul de constructie analizat |
Limita de atentie |
Limita de alarma |
||
|
Amplitudine d mm) |
Viteza v, (mm/s) |
Amplitudine d mm) |
Viteza v, (mm/s) |
|
|
Pentru fundatia masinii in zonele de fixare a acesteia | ||||
|
Pentru comportarea materialului structurii de rezistenta | ||||
Tot la acest capitol, pe langa valorile globale ale parametrilor inregistrati in aceasta etapa a masurarilor pe planseul suport al grupului TG, sunt date valorile globale, inregistrate in aceleasi pozitii, ale parametrilor masurati in cele trei etape anterioare in anul 2009 (tabelul 1.1). Din analiza comparativa a acestor valori rezulta un camp de vibratii usor variabil in timp, cauzele acestor variatii fiind, in general, interferenta vibratiilor produse concomitent de mai multe surse. In ceea ce priveste valorile deplasarilor, rezulta ca ele sunt puternic influentate de existenta unei unde purtatoare, de joasa frecventa, care traverseaza planseul pe care este amplasat grupul TG. Aceasta unda purtatoare, neuniforma ca amplitudine si ca frecventa, este evidenta in diagramele deplasarilor in timp real, reprezentate la cap. 2. In ceea ce priveste frecventa undei purtatoare, ea se poate situa in jurul valorii frecventei fundamentale (0,58) Hz. Pe diagramele de variatie a deplasarii in functie de frecventa este marcata valoarea de 0,5 Hz pentru maxima de joasa frecventa a amplitudinii. Din aprecierea perioadei undei purtatoare (vezi spectrograma deplasarilor de la pct.11, pg. 59) care are valoarea de aprox. 1,7 s, rezulta pentru unda purtatoare frecventa f = 0,58 Hz, care este de fapt frecventa fundamentala a intregii constructii suport a grupului TG.
Pe spectrogramele reprezentate in lucrare aceasta frecventa este de 0,5 Hz, o aproximare normala pentru sistemul de masura B&K utilizat de noi.
De asemenea, din analiza diagramelor in timp real de la cap.2, rezulta ca interferenta unor vibratii de frecvente apropiate conduce la aparitia unor "batai", respectiv o modulare a amplitudinilor si o modularea in frecventa a vibratiilor (diagramele in timp real ale vitezelor de vibratie, pg. 38; 42; 46; 48; 60). Aceste fenomene sunt obisnuite in sistemele cu multe surse generatoare de vibratii dar efectele lor, mai ales in acest caz, sunt in general neimportante. La discutia privind diagramele in timp real de la cap.2 se va face referire si vor fi evidentiate aceste fenomene.
S-au facut masurari si inregistrari ale parametrilor vibratiilor pe planseul de la cota 107 m (tabelul 1.2), acest planseu facand parte din constructia cladirii, independent de stalpii suport a planseului grupului TG. S-a continuat cu inregistrarea valorilor parametrilor vibratiilor pe stalpii S3 - de sustinere a planseului de la cota 107 m si T1' (notat T3) - de sustinere a planseului turbinei (tabelele 1.3 si 1.4) si prelucrarea acestor inregistrari la cotele 93 m si 107 m.
3.1.2. Cota 117, planseul grupului TG
Amplasarea punctelor de masura din jurul grupului TG este data in fig. 1, pag.5. Aceste puncte sunt situate pe planseul suport al grupului, in sectiunile transversale fata de lagarele turbinei si generatorului. Valorile globale (RMS) ale parametrilor v si d sunt date in tabelul 1.1.
Se observa, de la un punct de masurare la altul, o variatie relativ importanta a valorilor globale pentru parametrii v, d, aceasta depinzand de variatia regimului de lucru al grupului turbogenerator si de interferenta cu vibratiile produse de instalatiile auxiliare.
De asemenea, valorile deplasarilor sunt variabile in intervalul 4÷9 mm, acestea reprezentand valori mediate pe intregul interval de inregistrare. Trebuie remarcat ca in situatia din perioada de inregistrare pe intregul planseu suport al grupului TG exista o unda stationara cvasiuniforma.
Fara sa gresim, putem aprecia ca amplitudinea inregistrata apartine undei purtatoare, amplitudinile vibratiilor proprii in punctele de masurare 5, 10,11 fiind de valori mai mici.
Pentru punctele de masura 1÷4 situate in jurul generatorului, unda purtatoare este de mica amplitudine, astfel ca vibratiile proprii in aceasta zona a planseului sunt predominante in amplitudinea deplasarii.
In ceea ce priveste diagramele in timp real ale vitezei de vibratie, acestea nu sunt puternic influentate de existenta undei purtatoare, valorile lor globale sunt aproximativ constante pe intregul planseu, variind intr-un interval mai larg, respectiv 0,13 0,9 mm/s, ceea ce ne indreptateste sa afirmam ca regimul vibratiilor proprii ale punctelor situate pe planseul suport al grupului TG sunt de valoare mica.
Din analiza valorilor obtinute in punctele de masurare 5 12, rezulta valori absolute mici ale amplitudinilor tuturor parametrilor de vibratie (vezi diagramele variatiei in timp real), dar, in functie de pozitia punctului de inregistrare fata de stalpii de sustinere a planseului, variatia acestor parametri se raporteaza la elongatiile momentane ale undei purtatoare. In functie de interferenta diferitelor surse de vibratie care induc semnale in planseul suport al grupului TG, frecventa aproximativa a undei de vibratie (purtatoarea) la care este supusa placa este f 0,6 Hz, care in cazul de fata este aproximativ constanta pe tot planseul, cu mici variatii in functie de interferenta surselor de vibratie in punctul de masura.
In aceasta etapa de masurare s-a procedat la punerea in evidenta a intervalului de frecvente 50÷110 Hz pentru punctele 1÷4 situate in jurul generatorului, pentru a decela amplitudinea componentei de 100 Hz, atat pentru viteze, cat si pentru deplasari. Aceasta componenta este cauzata de efectul campului electric creat de generator, valoarea amplitudinii sale fiind mai mare decat la punctele situate in jurul celor 4 trepte ale turbinei, unde valoarea componentei de 100 Hz este neglijabila. Chiar si in aceste conditii, componenta de la 100 Hz nu are influenta importanta in valoarea amplitudinilor RMS ale vitezei, respectiv deplasarii vibratiilor.
3.1.2. Valori RMS ale parametrilor pe planseul de la nivelul 107 m
De remarcat ca planseul pe care s-au facut masuratorile este sustinut de stalpi independenti fata de cei care sustin planseul grupului TG. La acest nivel s-au facut masuratori pe planseu, conform fig.2, pag.7, punctul de masura fiind notat F, situat pe planseu sub conductele de abur viu.
Din tabelul 1.2 (pag. 7), se observa o variatie neimportanta a amplitudinilor inregistrate in cele 4 etape de masurare consemnate, in special pentru deplasari, acesta fiind efectul undei purtatoare care este mai putin pronuntat in aceasta etapa a masuratorilor.
In ceea ce priveste unda purtatoare la acest nivel, rezulta ca in punctul F, pe directia transversala, amplitudinea acesteia este cu mult mai mare ca amplitudinea vibratiilor proprii. Acest fapt rezulta si din valoarea globala mai mare, inregistrata pentru deplasare. Pentru directia verticala de masurare unda purtatoare are cea mai mica pondere in valoarea globala a deplasarii, vibratiile proprii fiind cele care dau valoarea deplasarii.
Valorile globale ale vitezei sunt mai putin influentate de existenta undei purtatoare. Totusi de observa si aici o modulare in amplitudine a acestora.
S-au facut masuratori pe stalpul S3 la cota 107 m, obtinandu-se valori ale amplitudinilor ceva mai mici ca in punctul F de masurare.
Structura stalpului T1' este izolata fata de planseul de la aceasta cota, astfel ca valorile parametrior vibratiilor lui - (0,25 ÷ 0,8) mm/s pentru viteze si (4 ÷ 7) mm, pentru deplasari - inregistrati la aceasta cota, au valori ceva mai mici decat valorile parametrilor inregistrati in punctul F, plasat pe planseul suport al conductelor de abur viu sau pe stalpul S3, care este incastrat in acest planseu. Cu toate acestea si in acest punct de masurare se inregistraza fenomenul de batai, evident pe diagramele in timp real.
3.1.3. Valori RMS ale parametrilor pe fundatia constructiei (nivel 93 m)
Asa cum rezulta din masuratorile de la cap.1, s-au inregistrat valori la baza stalpului T1', care sustine planseul grupului turbogenerator si la baza stalpului S3, care sustine planseul de la cota 107 m.
Din examinarea valorilor la cota 93 m, din tabelele 1.3 si 1.4 (pag.8), rezulta ca pentru deplasari unda purtatoare este relativ stationara, valorile deplasarii globale (in intervalul de masurare) fiind aproximativ constante pe toate directiile si la ambele puncte de inregistrare. Asa cum era de asteptat, la baza celor doi stalpi s-au inregistrat valori comparabile ale parametrilor vibratiilor, amplasarea punctelor de masura fiind situata la incastrarea stalpilor in fundatia masiva a cladirii si, practic, ei vibreaza solidar cu aceasta.
Valorile globale ale vitezei vibratiilor sunt la nivele foarte scazute, acest aspect fiind justificat de masivitatea fundatiei pe care s-au facut masurarile. Exceptie fac valorile deplasarilor, care nu trebuie puse insa pe seama vibratiilor locale, ele fiind induse de vibratia solidara a intregii constructii. Chiar in aceste conditii, aceste valori fiind inferioare limitelor impuse.
La baza stalpului T1', suport al planseului grupului turbogenerator (punctul de masura T3) si S3, suport al planseului de la cota 107 m, se observa vibratii proprii de foarte mica amplitudine pentru viteza, aparand valori mari numai la deplasare, datorate undei purtatoare de mare amplitudine. Deci, marimea deplasarii este rezultatul, in principal, al amplitudinii undei purtatoare. La acest nivel, unda purtatoare prezinta o forma aleatoare apropiata de forma sinusoidala.
3.2. Analiza variatiei in timp real a parametrilor vibratiilor
3.2.1. Nivelul 117 m
a) Punctele 1-4 situate in jurul generatorului:
La aceasta etapa a masuratorilor vibratiile proprii in punctele din jurul generatorului (punctele 1÷4) sunt importante, efectul undei purtatoare fiind de mica amplitudine. Din analiza diagramelor in timp real se remarca frecventa de excitatie de 25 Hz, pentru care amplitudinea deplasarii este superioara celei existente pe frecventa proprie a planseului (constructiei). In general, pentru cazul in care se remarca o unda purtatoare, amplitudinea acesteia este cam de acelas ordin de marime cu amplitudinea vibratiilor proprii. Doar pe directa axiala in punctele simetrice 1 si 3 amplitudinea undei purtatoare este semnificativa.
La acest moment al masuratorilor aspectul aleatoriu este evident de la punct la punct si intre vibratiile verticale si cele transversale. De comun acord cu beneficiarul masuratorilor, am convenit sa verificam si parametrii vibratiilor pe directia axiala in punctele de capat 1 si 3, situate pe latura exterioara a generatorului. O observatie suplimentara se refera la faptul ca oscilatiile pe directia transversala sunt modulate in frecventa, spre deosebire de cele verticale, care sunt aprox. sinusoidale.
b) Punctele simetrice 5-12; 6-11; 7-10; 8-9 situate pe laturile opuse ale grupului TG:
Intre punctele 5 si 12 apare o diferenta la vitezele verticale: la 5 vibratiile au aspect de batai, la 12 sint cvasisinusoidale. Si la deplasari apar diferente, unda purtatoare la 5 avand amplitudine mai mare. Pe directia transversala situatiile sunt similare in cele doua puncte, aspectele diagramelor fiind asemanatoare, atat la viteze, cat si la deplasari.
Intre punctele 6 si 11 situatiile sunt comparabile pentru deplasari 1/5 pentru vibratiile verticale si 3/5 pentru vibratiile transversale, unda purtatoare fiind evidenta pe ambele directii. In ceea ce priveste aspectul diagramelor in timp real a vitezelor, acesta este evident pentru fenomenul de batai neregulate.
Pentru punctele 7 si 10 se evidentiaza un fenomen de batai pentru vitezele de vibratie pe ambele directii de masurare, cu un efect mai important pentru directia verticala. Aceste fenomen se datoreste excitatiilor a doua surse de vibratii cu frecvente apropiate. De asemenea, ca si in cazul perechii de puncte 6 si 11 si in acest caz diagramele sunt asemanatoare, unda purtatoare avand un efect mai important asupra vibratiilor de pe directia verticala la punctul 10 (1/15 fata de 2/5 la punctul 7), unde apare si o modulatie in amplitudine si frecventa a vibratiilor proprii.
In cazul punctelor simetrice 8 si 9 exista o asemanare evidenta a diagramelor pe toate cele 3 directii de masurare; apar batai in diagramele de viteza pe toate cele 3 directii de masurare. In diagramele de deplasare unda purtatoare este evidentiata pe directia verticala, cu amplitudini proprii mai mari la punctul 8 fata de 9; pe directia transversala apare o modulare in amplitudine si frecventa la vibratiile proprii, similare ca forma in ambele punte; la vibratiile pe directie axiala 3/4, cu o forma neregulata si o amplitudine mica a undei purtatoare in punctul 8, de amplitudine mai mare (3/13) pentru punctul 9. De remarcat ca sursa principala de excitatie la aceasta cota este reprezentata de rotatia grupului TG, frecventa de 25 Hz corespunzatoare fiind detasata net pe toate directiile de masurare, atat in diagrama de viteze, cat si in cea de deplasare. Pe directia transversala se detasaza la ambele puncte de masurare frecventa de 26 Hz, cu o amplitudine mai mica decat cea de la 25 Hz.
O explicatie a variatiei amplitudinilor si formei vibratiilor de la punct la punct, mai ales pe directia verticala, este o posibila amplasare a punctului de masura mai aproape sau mai departe de zona de incastrare a stalpului cu planseul suport al grupului TG. In general vibratiile pe directia transversala sunt mai putin dependente de aceste amplasari ale punctelor de masurare. De asemenea, in apropierea unora dintre puncte, mai ales pe latura punctelor 1÷8, exista conducte de abur care pot fi sursa unor deosebiri de valori si ale masuratorilor si ale formelor diagramelor intre perechile de puncte situate pe cele doua laturi ale grupului TG.
La punctele 8 si 9 s-au facut inregistrari ale parametrilor vibratiilor pe cele trei directii: verticala, transversala si axiala. Pe toate cele trei directii apar clar modulari in frecventa ale vibratiilor, forma diagramelor in timp real fiind asemanatoare pe directiile verticala si transversala si diferite pe directia axiala. De remarcat ca in aceste puncte de masurare se face simtita influenta conductelor de abur viu, care in aceasta zona sunt cuplate la treapta de inalta presiune a turbinei.
In concluzie, cu cat raportul dintre amplitudinile deplasarii pentru vibratiile proprii si cele ale undei purtatoare este mai mic, cu atat efectul amplitudinii undei purtatoare este mai important in valoarea globala RMS masurata, valoarea globala a deplasarii suferind variatii importante in timp. Aceste variatii sunt de mica frecventa (frecventa undei purtatoare) si nu au efect nefavorabil asupra comportarii constructiei suport a grupului TG. In ceea ce priveste amplitudinea vitezelor de vibratie, aceasta nu este influentata de existenta undei purtatoare, singura modificare apare in aspectul diagramei, aceasta raportandu-se la axa rectangulara. Observatia care se impune: aspectul diagramelor in timp real al parametrilor de vibratie inregistrati se mentine la intervalele de timp in care sunt programate inregistarile. Deci, pe langa interferenta vibratiilor provenind de la diferite surse excitatoare, rezulta ca are o importanta deosebita plasarea punctului de inregistrare pe planseul pe care este amplasat grupul TG. De asemenea, remarcam modularea evidenta in frecventa a semnalelor deplasarilor pe directia transversala.
O observatie privind aprecierea amplitudinilor vibratiilor: aspectul spectrogramelor (diagramele in functie de ferecventa) trebuie coroborat cu aspectul diagramelor in timp real ale parametrilor vibratiilor, altfel analiza ne poate crea o impresie eronata asupra solicitarii la vibratii a structurii suport a grupului TG.
3.2.2. Nivelul 107 m
a) Din observarea atenta a diagramelor vitezelor din punctul F, rezulta pe toate cele trei directii de masurare vibratii modulate in amplitudine si frecventa, efectul sursei principale de excitatie, grupul TG, aparand evident pe directia axiala (frecventa de 25 Hz).
La acest nivel sursa principala de vibratie este reprezentata de cele 4 conducte de abur viu, frecventele acestor vibratii fiind distribuite pe o plaja larga de valori. Din aceasta cauza, in special la acest nivel, apare un fenomen de modulatie in frecventa a vibratiilor care se extinde in toata structura constructiei, prin legatura comuna la aceeasi fundatie a tuturor stalpilor, atat a celor care sustin planseul suport al grupului TG, cat si a celor care sustin constructia cladirii. De asemenea, efectul vibratiilor datorate fluxului de abur din conductele fixate la treapta de inalta presiune a turbinei se resimte in vibratia intregului grup TG, contribuind la modulatia in amplitudine si frecventa a vibratiilor inregistrate pe planseul suport al grupului TG. Din punct de vedere al influentei acestor vibratii asupra amplitudinii vibratiilor constructiei suport, se poate aprecia ca aceasta este putin importanta.
In ceea ce priveste deplasarea verticala, amplitudinile vibratiilor sunt modulate in amplitudine si frecventa, fiind comparabile ca valoare cu ale undei purtatoare, deci variatia in timp a valorii globale a acestor vibratii este foarte mica. Pe directiile transversala si longitudinala apar amplitudini mari ale undei purtatoare, ceea ce implica variatii ale valorii globale a deplasarii pe cele doua directii. De asemenea, vibratiile proprii sunt modulate si se desfasoara in jurul unei curbe, reprezentata de forma undei purtatoare, ele avand valori foarte mici ale amplitudinii fata de amplitudinea undei purtatoare (aprox. 1/14 pe directia transversala si 3/14 pe directia axiala).
b) Pentru punctul S3, situat pe stalpul de sustinere a planseului de la cota 107 m, valorile amplitudinii deplasarilor se datoresc, in primul rand, formei neregulate a undei purtatoare, care are variatii importante de amplitudine intr-un timp foarte scurt pe toate cele trei directii de masurare. De asemenea, vibratiile proprii care se desfasoara in jurul undei purtatoare, sunt variabile in amplitudine. Diagrama de viteze pe cele trei directii este evident modulata in amplitudine si frecventa.
In ceea ce priveste unda purtatoare, ea are o forma aproximativ regulata, datorita influentei puternice a vibratiilor conductelor de abur viu (cu frecvente pe o larga plaja de valori), care interfereaza cu vibratiile primite de planseul de la cota 107 m si de stalpul S3 de la fundatia monobloc a intregii constructii.
c) Pentru punctul de masurare T3, aflat pe stalpul T1', fenomenul de modulare in amplitudine si frecventa este vizibil pe toate cele trei directii, atat pentru viteza, cat si pentru deplasare. Unda purtatoare pentru parametrul deplasare, d, este definita pe toate cele trei directii, forma ei este insa neregulata.
Nivelul 93 m
a) Pe stalpul S3 unda purtatoare are aportul cel mai important in amplitudinea deplasarilor de vibratii, aceasta avand o forma aproximativ sinusoidala, caracteristica la acest moment fiind frecventa de aprox. 0,5 Hz, fiind apropiata frecventei fundamentale. Valorile parametrilor inregistrati, datorita distantei mici fata de fundatia in care este incastrat stalpul, reprezinta de fapt valorile parametrilor de vibratie ale fundatiei, care este reprezentata de o structura masiva. De remarcat ca in acest moment, unda purtatoare are un aspect uniform pe directia verticala si oarecum deformata pe celelalte doua directii.
In ceea ce priveste aspectul diagramelor vitezelor de vibratii, acestea prezinta o modulare in amplitudine si frecventa, cu o variatie lenta a liniei mediane.De remarcat valorile foarte mici ale vitezelor de vibratie.
b La baza stalpului T1'(T3) forma curbei de referinta pentru parametrul viteza pe cele trei directii se prezinta o modulare evidenta in amplitudine, cu un aspect de unda purtatoare pe toate cele trei directii de masurare. Pentru diagramele de deplasare, aportul vibratiilor proprii este neglijabil pe toate cele trei directii de inregistrare. Frecventa undei purtatoare, ca si in cazul stalpului S3 este de aprox. 0,52 Hz. La acest nivel efectul frecventei de rotatie a grupului TG, f = 25 Hz, este neglijabil, datorita faptului ca efectul undei purtatoare este dominant. Pentru stalpul T1' aspectul undei purtatoare este cvasisinusoidal.
Facem aceeasi remarca referitor la unda purtatoare care, la acest moment al masuratorilor, este aproximativ uniforma in toata constructia cladirii, astfel ca vibratiile proprii ale diferitelor elemente ale sistemului sunt influentate puternic de amplitudinea relativ mare a acestei unde.
3.3. Analiza spectrogramelor semnalelor de vibratii inregistrate in cap. 2
3.3.1. Punctele 1-4 din jurul generatorului
Trebuie aratat de la inceput ca pe directia transversala spectrogramele de viteze si deplasari au o forma diferita fata de cele corespunzatoare vibratiilor verticale. Apar o serie de varfuri, corespunzatoare unor frecvente proprii ale planseului care nu sunt bine definite pe diagramele vibratiilor verticale, atat in intervalul (4 ÷ 10) Hz, dar mai ales in intervalul (10 ÷ 25) Hz. In spectrograma de deplasari este evident varful de cea mai mare amplitudine care apare in intervalul (0,5 ÷ 1) si varful de la 25 Hz, de amplitudine superioara celei de la 0,5 Hz, deoarece in situatia de fata efectul undei purtatoare este mic fata de efectul produs de excitatia de 25 Hz. Pentru vibratiile transversale sunt evidente si varfurile la 1 Hz; 1,5 Hz; 3 Hz; 5 Hz; 7 Hz; 8,5 Hz; 9 Hz. O explicatie ar fi modul in care se efectueaza vibratiile transversale, implicand deformatii de incovoiere pentru stalpii de sustinere, in timp ce vibratiile verticale presupun deformatii de intindere-compresiune pentru aceiasi stalpi. In aceste conditii amplitudinile de incovoiere sunt comparativ mai mari decat cele de intindere-compresiune, chiar daca in valoare absoluta ambele tipuri de deplasari sunt de mica valoare. Pe de alta parte apar si alte armonice superioare fata de frecventa fundamentala de aprox. 0,58 Hz.
In ceea ce priveste valorile vitezelor si deplasarilor vibratiilor pe principalele frecvente, respectiv 0,58 Hz (frecventa proprie fundamentala a planseului) si 25 Hz (frecventa de excitatie a grupului TG), pentru punctele 1 ÷ 4 sunt date in tabelul 3.2.
Tabelul 3.2
|
Pct. |
f, Hz | |||||||||
|
Param. |
Vertic. |
Transv. |
Axial |
Vertic. |
Transv. |
Axial |
Vertic. |
Transv. |
Axial |
|
|
v (mm/s) | ||||||||||
|
d mm) | ||||||||||
|
v (mm/s) | ||||||||||
|
d mm) | ||||||||||
|
v (mm/s) | ||||||||||
|
d mm) | ||||||||||
|
v (mm/s) | ||||||||||
|
d mm) | ||||||||||
Asa cum am aratat, vibratiile proprii sunt importante in cazul deplasarilor, datorita valorii mici a deplasarii cauzata de unda purtatoare fata de deplasarile mari ale vibratiilor proprii la cele patru puncte de masurare; se observa valori mai mari la frecventa de excitatie mecanica de 25 Hz, fata de valorile de la 0,5 Hz. In ceea ce priveste efectul campului electric, respectiv pe frecventa de 100 Hz, valorile mai importante au aparut in punctele 3 si 4, fara ca aceste valori sa influenteze valoarea globala RMS a parametrului (deplasare in cazul de fata)
Exista variatii ale valorilor amplitudinilor de la punct la punct, dar in limite normale. Remarcam nivelul absolut scazut al valorilor amplitudinilor pentru viteze cat si pentru deplasari, chiar daca la momentul de fata acestea sunt ceva mai mari ca deobicei. In punctele de capat 1 si 3 s-au facut si masurari pe directia axiala, urmand ca valorile inregistrate sa fie comparate cu cele realizate in punctele 8 si 9.
3.3.2. Punctele 5-7 si 10-12 din jurul turbinei
In tabelul 3.3 sunt trecute perechile de punctele simetrice fata de axa grupului TG, pentru care sunt date amplitudinile spectrale pentru v si d, la frecventele de (0,5 ÷ 1) Hz si 25 Hz.
Tabelul 3.3
|
Punctul |
f, Hz | ||||||
|
Marimea |
vertical |
transversal |
vertical |
transversal |
|||
|
I |
v (mm/s) | ||||||
|
d mm) | |||||||
|
v (mm/s) | |||||||
|
d mm) | |||||||
|
II |
v (mm/s) | ||||||
|
d mm) | |||||||
|
v (mm/s) | |||||||
|
d mm) | |||||||
|
III |
v (mm/s) | ||||||
|
d mm) | |||||||
|
v (mm/s) | |||||||
|
d mm) | |||||||
Din analiza tabelului 3.3, in care sunt trecute valorile amplitudinilor pe frecventele de referinta, se observa ca apar deosebiri intre valorile din punctele de masura simetrice: (5,12); (6,11) si (7,10) pentru ambele tipuri de deplasari, din cauza aspectului undei purtatoare care da amplitudinea globala RMS a deplasarii in punctele repective. In cazul in care unda purtatoare are valori mici ale amplitudinii proprii (pct.12) amplitudinea deplasarii este superioara la frecventa de 25 Hz, fata de cea de la 0,5 Hz. Din cauza ca unda purtatoare are un efect mai putin important asupra vitezelor, la amplitudinile pe frecvente ale vitezelor diferentele sunt mici.
Ca o observatie locala, in punctele 5 si 12, pe directia verticala, unde deplasarile sunt apropiate ca valori globale, distributia pe frecvente este diferita. Cauza este influenta mai mare a undei purtatoare in punctul 5 si mai mica in punctul 12, astfel ca deplasarea in 12 are o valoare mai mare pe frecventa de excitatie, ceea ce este normal si mai mica pe frecventa fundamentala, caracteristica undei stationare. La punctul 5, unde unda purtatoare este importanta, ponderea cea mai mare in valoarea deplasarii se datoreste amplitudinii undei purtatoare. O discutie similara se poate face si la perechea de puncte 7, 10 pe directia transversala. De remarcat ca aceasta situatie este similara cu cea existenta la masuratorile din lunile iunie si august 2009.
Nu se semnaleaza valori importante ale parametrilor vibratiilor pe planseu, amplitudinile si valorile globale ramanand cu mult sub limita valorilor maxime acceptate.
3.3.2. Punctele 8-9 situate simetric fata de axul turbinei, la extremitatea TIP a turbinei
Valorile amplitudinilor pe cele doua frecvente semnificative sunt date in tabelul 3.4.
Tabelul 3.4
|
Punctul |
f, Hz | ||||||
|
Marimea |
vertical |
transv |
axial |
vertical |
transv |
axial |
|
|
v (mm/s) | |||||||
|
d mm) | |||||||
|
v (mm/s) | |||||||
|
d mm) | |||||||
Se observa mici diferente intre valorile parametrilor de acelasi tip in cele doua puncte simetric asezate fata de axul grupului turbogenerator (ex. deplasarea axiala la 25 Hz prezinta diferenta de 0,25 µm). De asemenea toate valorile componentelor vitezelor si deplasarilor pe cele trei directii de masurare sunt de marimi comparabile. Cauza neuniformitatilor se datoreste influentei importante a conductelor de abur viu in aceasta zona, faptul ca apar variatii momentane al excitatiei produse de aceste conducte in zona de capat a grupului TG.
Vom face o comparatie intre valorile spectrale ale vitezelor si deplasarilor pe directia axiala intre punctele 1,3 - pe de o parte si 8,9 - pe de alta parte, valori trecute in tabelul 3.5.
Tabelul 3.5.
|
Punctul | ||||||||
|
f, Hz | ||||||||
|
v (mm/s) | ||||||||
|
d mm) | ||||||||
Se observa o diferenta mica intre valorile masurate ale parametrilor vibratiilor pe directia axiala in punctele situate la ambele capete ale grupului TG. Aceste diferente pot aparea si datorita momentelor diferite in care s-au facut aceste inregistrari. Pe de alta parte, valorile mai mari la 25Hz pentru punctele 8 si 9 pot proveni de la efectul admisiei aburului la TIP a turbinei.
3.3.3. Punctul F de la cota 107
Acest punct de masurare a fost stabilit intr-o zona in care exista o sursa perturbatoare importanta, respectiv patru conducte cu abur viu care alimenteaza treapta de inalta presiune a turbinei. Cele patru conducte sunt fixate la planseu printr-un sistem de arcuri si amortizoare, dar transmisibilitatea se mentine la un nivel ridicat. De mentionat ca planseul respectiv nu are contact rigid cu stalpii de sustinere ai planseului suport al grupului TG, avand proprii sai stalpi de sustinere (de tip S), incastrati in fundatia de la cota 93 m. Asa cum este vizibil in spectrogramele de la pg. 66 71, vibratiile acestor patru conducte au frecvente de excitatie importante in intervalul (10 50) Hz, astfel ca frecventa de excitatie de 25 Hz, datorata rotatiei grupului turbogenerator, nu este singura care apare distinct in inregistrarile parametrilor de vibratie a planseului.
Sursele de vibratii de la cota 107 m transmit fundatiei componente vibratorii pe o gama larga de frecvente, astfel ca prin interferenta acestora cu componentele transmise de stalpii planseului grupului TG, rezulta la cota 107 m un camp vibratoriu cvasialeator in zona (10 50) Hz. Trebuie insa remarcat faptul ca aceste componente au amplitudini foarte mici, in special in cazul deplasarilor, daca le comparam cu amplitudinea pe frecventa undei purtatoare. In ceea ce priveste amplitudinile din spectrogramele vitezelor pe toate cele trei directii de masurare, acestea au valori foarte mici, unda purtatoare avand influenta numai asupra aspectului diagramei in tip real a vitezelor de vibratie.
In tabelul 3.6 sunt date valorile amplitudinilor spectrale pentru deplasari pe cele trei directii de masurare, pentru frecventa fundamentala cuprinsa in intervalul (0,5 ÷ 1) Hz. In aspectul vitezelor, apar o serie de varfuri pe frecvente diferite, care atesta faptul ca la acest nivel se gaseste o sursa importanta de vibratii (conductele de abur viu), avand frecvente distincte in intervalul (10 26) Hz.
Tabelul 3.6
|
Punctul |
f, Hz |
x/f |
|||||
|
Marimea |
vertical |
transv |
axial |
vertical |
transv |
axial |
|
|
F |
v (mm/s) | ||||||
|
d mm) | |||||||
3.3.4. Punctele S3 si T3 cota 93 m
Principalele valori ale v si d pe frecventele caracteristice sunt date in tabelul 3.7.
Tabelul 3.7
|
Punct |
f, Hz |
Hz |
25 Hz |
||||
|
Marimea |
vertical |
transversal |
axial |
vertical |
transversal |
axial |
|
|
S3 |
v (mm/s) | ||||||
|
d mm) | |||||||
|
T3 |
v (mm/s) | ||||||
|
d mm) | |||||||
Din analiza comparativa a valorilor v si d la baza celor doi stalpi rezulta:
a) Parametrii vibratiilor proprii sunt foarte mici (vezi vitezele);
b) Valori comparabile ale amplitudinilor vibratiilor proprii se identifica pe ambii stalpi, ceea ce denota ca vibratiile lor sunt cele corespunzatoare fundatiei. Diferentele care apar se datoresc momentelor diferite in care s-au facut inregistrarile, ceea ce a condus la pozitii diferite ale amplitudinii undei purtatoare inregistrate;
c) Valorile deplasarilor pe cele trei directii sunt apropiate ca marime si se inregistreaza pe frecventa fundamentale a intregii constructii. Faptul ca pe celelalte frecvente valorile amplitudinilor spectrale sunt foarte mici, inseamna ca deplasarile corespund numai undei purtatoare de frecventa fundamentala, efectul vibratiilor proprii fiind neinsemnat ca valoare.
O concluzie a analizei vitezelor de vibratie, care rezulta din inregistrarea vibratiilor pe fundatie, este ca transmisibilitatea prin stalpi a vibratiilor excitate la cota 117 m (f = 25 Hz, corespunzand rotatiei grupului) si la cota 107 m (frecventele in gama 10 30 Hz, corespunzand vibratiilor conductelor de abur viu) este redusa, conducand la atenuarea vibratiilor transmise fundatiei de la cele doua cote unde se afla excitatori puternici de vibratii.
3.3.5. Analiza comparativa a masuratorilor pe stalpi la cota 107 m
Tabelul 3.8
|
Punct |
f, Hz |
(0,5 ÷ 1) Hz |
25 Hz |
||||
|
Marimea |
vertical |
transversal |
axial |
vertical |
transversal |
axial |
|
|
S |
v (mm/s) | ||||||
|
d mm) | |||||||
|
T |
v (mm/s) | ||||||
|
d mm) | |||||||
Din analiza parametrilor din tabelul 3.8, rezulta ca valorile acestora sunt apropiate, chiar daca aspectul spectrogramelor este diferit, datorita faptului ca cei doi stalpi sunt separati la acest nivel. De asemenea, valorile deplasarilor pe stalpul T3 sunt mai mici pe directia transversala decat pe stalpul S3 si comparabile pe directia verticala. Remarcam insa nivelul scazut al valorilor parametrilor vibratiilor.
3.3.6. Concluzii
Cu ocazia masurarilor efectuate periodic s-au
identificat importante surse de vibratii excitatoare care emit pe o gama
relativ mare de frecvente (10 26) Hz. Acestea sunt reprezentate in principal de
conductele de abur viu care alimenteaza TIP a turbinei. Interferenta acestor
vibratii, avand frecventa variabila, cu cele de frecventa aproximativ
In masurarile efectuate in 19 octombriet 2009, respectiv cele care stau la baza acestui memoriu, am gasit pe fundatie un camp de vibratii relativ uniform, cu valori ale parametrilor care sunt comparabile la baza celor doi stalpi S3 si T1, ceea ce corespunde realitatii, respectiv a faptului ca masurarile s-au efectuat in imediata vecinatate a fundatiei, deci exprima campul de vibratii de pe fundatie, cu oarecare influente, neimportante, ale vibratiilor surselor de pe planseele care se reazema pe acesti stalpi. De asemenea, au confirmat faptul ca unda purtatoare este stabila la nivelul fundatiei, spre deosebire de undele de pe plansee, care se deplaseaza lent de-a lungul acestora, atat la cota 117 m cat si la cota 107 m.
Cu aceasta ocazie am constatat un camp de vibratii in jurul generatorului oarecum diferit de cel existent in punctele din jurul turbinei. Este posibil ca aceasta situatie sa fie cauzata de existenta unor valori spectrale la frecventa 100 Hz, cauzate de efectul campului electric al generatorului, mai mari in punctele 1÷4 din jurul generatorului, fata de cele care apar in punctele 5÷12 din jurul turbinei. Trebuie insa aratat ca aceste valori sunt relativ mici in raport cu cele produse de efectul mecanic, datorat rotatiei grupului TG cu frecventa de 25 Hz. Ca si la masuratorile precedente, am constatat faptul ca efectul undei purtatoare este mai putin important in punctele 1 ÷ 4 din jurul generatorului asupra amplitudinii deplasarii pe frecventa fundamentala a planseului, fata de situatia existenta la punctele din jurul turbinei (5 ÷ 12). In general, la aceste puncte de masurare valoarea cea mai mare a amplitudinii deplasarii se realizeaza pe frecventa de rotatie a grupului TG, respectiv 25 Hz.
Evidentiem faptul ca vibratiile lente produse de unda purtatoare nu au influenta importanta asupra functionarii grupului TG, chiar daca valorile deplasarilor s-ar situa in intervalul (10 ÷ 15) mm.
Consideram ca regimul de vibratii are parametri care se inscriu in cadrul unei functionari normale a sistemului, valorile globale ale v si d aflandu-se in zona de comportare sigura a constructiei suport a grupului TG.
|
Politica de confidentialitate |
 .com |
Copyright ©
2024 - Toate drepturile rezervate. Toate documentele au caracter informativ cu scop educational. |
Personaje din literatura |
| Baltagul – caracterizarea personajelor |
| Caracterizare Alexandru Lapusneanul |
| Caracterizarea lui Gavilescu |
| Caracterizarea personajelor negative din basmul |
Tehnica si mecanica |
| Cuplaje - definitii. notatii. exemple. repere istorice. |
| Actionare macara |
| Reprezentarea si cotarea filetelor |
Geografie |
| Turismul pe terra |
| Vulcanii Și mediul |
| Padurile pe terra si industrializarea lemnului |
| Termeni si conditii |
| Contact |
| Creeaza si tu |
