4. 유인 통풍기의 변화하는 불평형 진동

Changing Source of Imbalance on the Induced Draft Fan

 

4.1 運轉 狀況 (Operating Status)

그림 15-18과 같이 유인통풍기(Induced Draft Fan)는 고정 커플링으로 400마력의 유도전동기와 연결되어 있는데 과거 수차례 Fan 발란싱 작업을 시행하였으나 효과가 별로 없었다. 전동기의 베어링은 구름 베어링이고 XY 속도 변환기가 설치되어 있다. 진단을 위해 Fan의 유체유막 베어링에 임시로 XY 변위 변환기 및 Keyphasor를 설치했다. 분석을 수행하기 전에 먼저 다음의 운전 및 정비에 관한 정보를 고려해야 한다. 이 Fan은 60~70년이나 된 건물 6층에 위치하고 같은 속도로 운전되는 2개의 다른 Fan은 바로 아래층에 위치한다. 이 Fan은 2년되었고 이전 Fan보다 용량이 더 큰 것으로 교체되었고 보일러 용량도 증가시켰다. 그러나 이 Fan은 감시설비가 없고 과거의 발란싱 작업은 지진계식 변환기를 사용했고 2년 동안 24차례나 실시했다.

그림 15-18 유인통풍기의 개략도와 진동 측정기 설치 위치

 

4.2 電動機 및 Fan의 諸元 (Motor and Fan Specifications)

유 도 전 동 기

Fan

HP: 400
rpm: 880
Volts: 4160
Amps: 53.5
Cycles: 60
Phase: 3
Class Insulation: B

Operating rpm : 885
Max rpm: 885
Max Temperature: 600




4.3 振動 分析者의 診斷結果 (The Results Diagnosed by Analyst)

이 사례용 자료는 3개의 데이터 베이스로 되어 있는데, 처음은 Run 0이고, 둘째는 Run 0의 Polar를 이용하여 Trial Weight를 단 것이고, 세 번째는 Trial Run을 기초로 하여 계산 Weight를 단 이후의 자료이다. 자료에서는 시스템이 비선형인 것을 나타낸다. 즉 Weight를 이동하여도 기대하는 진동수준으로 결과가 나타나지 않는다. 이는 Fan Hub로 이물질이 들어간 것으로 드러났다. Fan을 정지하여 Weight를 부착할 때마다 이물의 위치가 변하여 Fan의 평형상태를 흩트리는 것이다. Hub로의 이물유입이 허용되는 구멍을 막고 Hub를 청소하였다. 이 조치 이후 Fan은 선형적으로 거동하여 진동은 상대 축진동으로 1.5 mils 이하로 감소되었다.

 

4.4 診斷 結果의 細部 內容 (Details of Diagnostic Results)

(1) 제공된 사례의 개요를 읽은 후 조사목적을 정의하고 나열한다.

∙ 전동기 및 Fan Train 운전상태를 측정하고 기록한다.

∙ 관찰한 비정상 진동특성의 원인을 규명한다.

∙ 고장원인을 교정하기 위한 조치를 추천한다.

(2) 이 사례에서 나타난 기계와 상황에 대해 알고 있는 바를 열거한다.

∙ 기계의 Train은 그림 15-18과 같고 제원은 명판과 같다.

∙ 진동은 각 베어링에 위치한 변위 및 지진계식 변환기로부터 검출할 수 있다.

∙ 지난 2년 동안 24회의 발란싱을 한바있다.

∙ 기계는 기초에 견고히 지지되지 않았다.

∙ 지진계식 변환기는 아래층에 있는 2대의 다른 Fan에 의해 가진되었고, 이 변환기를 이용하여 발란싱을 하였다.

(3) 데이터 베이스를 조사하는 동안 관심 항목이나 문제들을 요약한다.

∙ 임시 설치로 인해 변위 검출기 주위에 현저한 양의 Glitch가 있다.

∙ 속도 변환기는 정격속도에서 높은 진동을 나타내고 Fan이 정지되어도 높게 유지되고 있다.

∙ Fan은 불평형의 징후를 보인다.

∙ Fan은 Weight에 비례하여 선형적으로 응답하지 않는다.

(4) 관찰한 기계거동의 근본원인과 이러한 관찰을 확인하는 Plot Format들을 열거한다

∙ Slow Roll 시간영역 파형은 Fan 베어링에 큰 Glitch가 있는 것을 확인해 준다.

∙ Orbit는 Fan의 불평형 상태를 나타낸다.

∙ Polar Plot는 이 Fan이 1차 공진속도 아래에서 운전되고 있음을 보여준다.

∙ 또한 Polar Plot는 Weight가 진동을 변화시키나 선형적인 효과가 없음을 나타낸다.

(5) 지금은 이용할 수 없지만 당신의 가설을 확인 또는 부정하는 다른 정보들도 열거한다.

∙ Weight 위치의 변화없이 전번 기동 위치의 반대 위치(180˚ 반대편)에서 기동하여 이것이 진동에 어떤 결과를 주는지 조사한다.

∙ 정지시 Access Hole을 열어 이물이 Fan 로터의 Hub로부터 빠져나가는지 조사한다.

(6) 문제를 교정하기 위한 권고사항

∙ Fan Hub 내부 청소 및 이물 유입 Hole을 밀봉하고 Fan 로터를 다시 발란싱 한다.

 

4.5 調査에 使用된 Plot (Plots Used during the Investigation)

(1) Orbit/Timebase

그림 15-19 Fan Inboard Direct Orbit/timebase Plot

그림 15-20 Fan Inboard 1X Orbit/timebase Plot

그림 15-21 Fan Outboard Direct Orbit/timebase Plot

그림 15-22 Fan Outboard 1X Orbit/timebase Plot


그림 15-23 Fan Inboard Direct Orbit/timebase Plot


그림 15-24 Fan Inboard 1X Orbit/timebase Plot

그림 15-25 Fan Outboard Direct Orbit/timebase Plot

그림 15-26 Fan Outboard 1X Orbit/timebase Plot

(2) Polar

그림 15-27 Fan Inboard Polar Plot (Right Probe)

그림 15-28 Fan Inboard Polar Plot (Left Probe)

그림 15-29 Fan Outboard Polar Plot (Right Probe)

그림 15-30 Fan Outboard Polar Plot (Left Probe)

 

4.6 診斷 專門家의 結論 要約 (Summary of Diagnostic Expert Engineer's Conclusions)

∙ 이물이 Fan Hub 내로 유입되고 있어서 Fan이 정지하면 이물이 Hub 하부에 모이고, Fan이 기동되면 이물은 원심력으로 어떤 위치에 자리잡게 되어 불평형의 위치가 변화하게 된다.

∙ 다른 2대의 Fan으로부터 구조물을 통하여 전달되는 높은 지진 활동이 있는 곳에서는 지진계식 변환기보다 변위변환기를 사용하므로써 더 큰 감도를 가지고 Fan을 발란싱할 수 있다. 이런 식으로 하여 전문가는 Fan을 1.5 mils p-p 이하로 발란싱할 수 있었다.

∙ 금번 발란싱 작업후 2년이 지나도록 어떤 문제도 발생되지 않았다.

 

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