2. 기초 이완과 불평형 팬

Correction of Incinerator Fan with a Loose Base and Unbalance

 

2.1 背景 (Background)

소각로에서 고진동이 발생하여 진단결과 Fan의 불평형이었고 자체 발란싱 팀이 없어 이전에도 외부에 의뢰하여 발란싱을 시도하였으나 결과가 만족스럽지 못하여 이번에는 전문 기술 지원팀에 의뢰하게 되었다. Fan은 그림 4-6과 같은 3574 rpm의 전동기 축과 연결되어 있고 Overhung 형태이다.

 

2.2 結果 (Results)

발란싱을 하기 전에 진동 스펙트럼과 위상진단을 실시한 결과 표 4-1의 “전”항에서 보는 바와 같이 위치 2V에서 수직방향의 전체 진동 진폭이 0.452 in/sec로 가장 높았다. 그림 4-6과 표 4-2에서 위치 1, 3, 4 및 5의 수직방향의 위상값을 보면 위치 1과 3사이 및 위치 3과 4사이에서는 동상(In-Phase)이었으나 위치 4와 5사이(즉 전동기 기초대와 콘크리트 기초사이)에서는 145˚의 위상변화가 발생했다. 위치 2H에서 수평방향의 전체 진동은 오직 0.228 in/sec이었다. 위치 2H 및 2V에서 전동기의 스펙트럼은 그림 4-7A와 4-8A의 “전”항에서 보는 바와 같이 마치 불평형이 존재하는 것같이 1×RPM이 주 진동이었다. 그러나 1×RPM에서 수평방향 진동보다 수직방향 진동이 훨씬 높은 것은 이완/취약/파손된 기초를 나타내는 경우가 종종 있으며, 수직방향 위상의 편차 때문에 이러한 가능성을 알아보기 위해 육안검사를 실시하였다. 검사결과 그림 4-6의 위치 6에서 Anchor 볼트 너트가 풀려진 상태로 나사산에서 녹이나 꽉 끼어 있는 것을 발견하였다. 따라서 위치 6에서 기초가 수직방향으로 자유롭게 진동할 수 있었다. 너트를 가열하여 풀고 다시 완전하게 조였다. 그림 4-9A와 4-9B는 너트를 조인후 1×RPM의 진동이 0.255 in/sec에서 0.108 in/sec로 떨어진 상태(발란싱 하기 전에 58% 감소)에서 전동기 기초의 위치 3에서 1×RPM의 수직방향 진동이다. 이것은 상당한 개선이었다. 이 너트를 조이지 않았더라면 그 다음의 발란싱도 어렵고 또 좋은 결과를 얻지 못했을 것이다.

그림 4-6 소각로 Fan 시스템

표 4-1 Fan 발란싱 전후의 진폭

위치 위상각 전체진동 1×RPM (in/sec)
%변화 %변화
1A
1H
1V
20˚

85˚
.193
.410
.203
.140
.196
.137
-27%
-52%
-33%
.155
.392
.145
.090
.172
.072
-42%
-56%
-50%
2A
2H
2V
30˚
10˚
95˚
.324
.228
.452
.148
.099
.144
-54%
-57%
-68%
.306
.208
.430
.126
.057
.103
-59%
-73%
-76%

 

표 4-2 교정전 수직 방향의 위상분석

부품 위치 수직방향 위상 위상 변화 평가
전동기 상부
전동기 지지대
전동기 기초대
콘크리트 기초
1V
3V
4V
5V
85˚
95˚
110˚
255˚
--
10˚
25˚
145˚
기준위상
OK(In-Phase)
OK(In-Phase)
과도함.

 

그림 4-7A 볼트 조임 및 Fan 발란싱 전의 위치 2에서의 수평방향 스펙트럼

그림 4-7B 볼트 조임 및 Fan 발란싱 이후의 위치 2에서의 수평방향 스펙트럼

그림 4-8A 볼트 조임 및 Fan 발란싱 전의 위치 2에서의 수직방향 스펙트럼

그림 4-8B 볼트 조임 및 Fan 발란싱 이후의 위치 2에서의 수직방향 스펙트럼

그림 4-9A 볼트 조임 및 Fan 발란싱 전의 위치 3에서의 수직방향 스펙트럼

그림 4-9B 볼트는 조이고 발란싱은 하지 않은 상태에서 위치 3에서의 수직방향 스펙트럼

발란싱은 너트를 조이고 나서 정상적인 방법으로 시행하였고 그 결과는 표 4-1의 “후”항에 기록된 바와 같이 감소하였다. 위치 2H에서의 전체 진동은 0.228 in/sec에서 0.099 in/sec로 또한 2V에서는 0.452 in/sec에서 0.144 in/sec로 감소하였다. 위치 2H 및 2V에서 발란싱 이후의 스펙트럼이 그림 4-7B 및 4-8B에 나타내었다. 그림 4-7B 및 4-8B의 위치 2H와 2V의 스펙트럼을 보면 볼트를 조이고 Fan을 발란싱 하였기 때문에 7200 cpm에서는 아무런 영향도 없었다. 이것은 볼트를 조이고 발란싱하기 전에 위치 2V에서 취한 그림 4-10의 Zoom 스펙트럼에서 보듯이 7200 cpm Peak 주파수는 7148.7 cpm에서 2×RPM 성분과 7200 cpm에서 2× 전력계통 주파수(2×3600 cpm) 성분으로 구성되었기 때문이다. 따라서 이 경우에 풀린 볼트를 조이고 발란싱을 했어도 7200 cpm에서의 전기적 근원이 남아있어 진동을 더 낮추지 못했다.

그림 4-10 2×전력계통 주파수(2×3600 cpm=7200 cpm)와 2×RPM(7148.7 cpm)을
구별하는 위치 2V에서의 Zoom 스펙트럼

 

2.3 結論 (Conclusions)

① 불평형 문제는 실제로는 이완과 불평형 문제가 복합된 것이었다.

② Anchor 볼트를 조였을 때 불평형 진동이 준 것처럼 보였지만 실제로는 이완에 의한 것이지 불평형에 의한 감소는 아니었다.

③ 볼트를 조이고 발란싱을 하여도 약간의 전기적인 문제점은 교정되지 않았다.

 

2.4 勸告事項 (Recommendations)

① 발란싱을 하기 전에 불평형 문제인가를 검토하라. 발란싱 하기 전에 교정되어야 할 또 다른 상태가 나타나기도 한다. 발란싱은 통상 마지막으로 취할 교정수단 이다.

② 고정자의 조그만 문제점으로 인한 미소한 전기적인 문제점은 주파수 경향 분석을 계속해 나가야 한다.

 

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