ケーススタディ:ボイラ給水ポンプ

 

はじめに

グレンデール、アリゾナの天然ガス施設であるSRPアグアフリア発電所において、私たちの友人であるJetTech Mechanicalは、3台の給水ポンプの定期的な振動分析を実施しました。

各ポンプトレインには、3600 RPMのEM同期電動機、アメリカンブロワー/「ジャイロル」油圧可変速流体駆動装置、およびパシフィックBB5多段ポンプが含まれています。順序は、モーター→流体駆動→ポンプであり、柔軟なカップリングと油圧内部により動力学が影響を受けます。ユニット1および2は1958年2月7日に運転を開始し、ユニット3は1961年に開始しました。

 

ハードウェア

観測された振動現象

振動監視の結果、流体駆動装置の水平方向の固有周波数共振は3487～3712 RPMの範囲にあることが明らかになった。モーターが一定の3600 RPMで動作している場合、臨界範囲内で水平に共振増幅が発生し、減衰比は6.25％である。危険ゾーンは3487～3712 RPMと定義される。

 

振動解析

この共振は、流体駆動ロータ・ベアリングシステムの横方向の固有振動数に対応します。励起周波数がこの固有振動数と一致すると、振動振幅が大幅に増加します。減衰係数6.25％は、エネルギー散逸が限られていることを示しており、顕著な共振を引き起こします。モーターの同期回転は、約60 Hz（3600 RPM）の一定の強制周波数を生じます。

 

衝撃試験方法

インパクト試験は、トレイン部品の自然振動数を刺激し記録するために、計測ハンマーと加速度計を使用して実施されました。評価には以下の試験点が含まれました：フルードドライブ出力軸（水平および垂直）、ボイラ給水ポンプケーシング（水平および垂直）、およびモータ非駆動端（水平および垂直）。すべての試験は、一貫した結果を保証するためにユニットがオフラインの状態で実施されました。

 

衝撃試験結果

フルードドライブ出力シャフト:

水平共振は3487～3721 RPMの範囲で確認され、水平の臨界速度領域が確認されました。垂直方向の応答は振幅が低く、顕著な共振は示されませんでした。

 

ボイラーフィードポンプ：

水平方向は流体駆動共振付近でいくつかの増幅を示しました。垂直方向では目立った共振は見られませんでした。

モーター非駆動端:

水平応答は中程度であることが記録されましたが、支配的な共鳴は認められませんでした。垂直応答は安定しており、増幅は最小限でした

運用への影響

3600 RPMは危険域に入るため、システムは運転中に常に共振を引き起こします。これにより、振動の増加、軸受の摩耗の早まり、油膜の不安定、カップリングの応力、信頼性の低下が起こる可能性があります。

 

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