8.2.5 발전기 로터의 커플링 Weight Balancing

Coupling Weight Balancing in Generator Rotor

 

(1) 개요

500 ㎿ 용량의 보령화력 3호기 저압터빈(#B)은 진동교정으로 인해 저압터빈 자체 진동은 감소되었으나 Cross Effect로 인하여 인근 발전기의 진동이 다소 상승하였음. 발전기 진동 교정을 위해서는 수소를 치환해야되는 관계로 많은 시간이 소요되므로 터빈/발전기 사이에 있는 커플링에서 발란싱하여 발전기의 진동을 교정한 사례임.

(2) "0" Shot 진동 데이터 (그림 3-62 참조)

#5, 6 베어링의 진동이 시간의 경과와 더불어 점진적으로 상승하여 #5 베어링 측에 145 gr∠20°, #6 베어링 측에 145 gr∠200°의 Balance Weight를 부착하고 기동한 결과 저압터빈 자체의 진동은 감소하였으나 다음 표와 같이 발전기의 진동이 다소 증가하였음.

단위 : ㎛ (DM2000, X-ABS)

 

(3) LP#B/GEN간 커플링 Weight Balancing ("1"Shot)

커플링에서의 Weight Balancing은 1면 발란싱이며, 3600 rpm 무부하 상태에서 베어링의 진동은 53 ㎛∠52°, #7베어링의 진동은 77 ㎛∠309°이나 LPB 터빈과 발전기 로터 중간의 커플링에서는 진동을 측정하지 않으므로 #6, 7 베어링의 진동값의 중간이라고 판단하면 그 값은 #6, 7 베어링 진동치의 중간치인 대략 65 ㎛∠0°이 될 것이다.

① High Spot Nomber Chart에 의한 계산

[Weight 취부각도]

φBW = φMCAL±φRG-90(HSNO-1)±180°

φBW = Balance Weight 취부각

φCAL = 측정기 위상 특성각도(0°)

φM = 측정위상 각도(0°)

φRG = X-Pick Up과 Keyphasor간의 각도(75°)

HSNO = High Spot No(1.8) (표 3-2 Chart Ⅱ-3 참조)

φBW = (0+0+75)-90(1.8-1)±180 = 183°

[Weight 중량]

커플링 Weight Sensitivity는 3600 rpm일 때 1 ㎛당 4.46 gr(4 0z/mil)이므로 진폭성분 65 ㎛를 전량 없애기 위해 65×4.46=290 gr의 Weight를 부착하면 된다.

② Sensitivity 실적에 의한 계산

"C" Coupling Weight 부착시 Balance Sensitivity 실적

(100 gr∠0° 부착시 )

 

 

그림 3-62 커플링 Weight Balancing

 

그림 3-62 상에 #6, 7, 8 베어링의 "0" Shot 진동치를 그린후 이점들로부터 C 커플링에 Weight 부착시(100 gr∠0°)의 효과벡터(Balance Sensitivity)를 작도한다. 이들 효과 벡터들이 진동이 낮은쪽으로 이동하려면 대략 각도는 160° 정도 반시계 방향으로 이동하고 무게는 300 gr정도 달면 된다. 이 값은 High Spot Number Chart를 이용하여 구한값인 290 gr∠0°와 비슷하다.

그러나 C-Coupling에 Balance Weight Type은 Plug형으로 하나의 Hole에 300 gr의 Weight를 달 수 없어 157°와 180°의 Hole에 나누어서 달 수 밖에 없다. 또한 제작해 놓은 Weight 한 개당 무게가 160 gr이어서 그대로 달기로 하였다. 즉 160 gr∠157°와 160 gr∠180°에 2개의 Weight를 달았으므로 이를 합성하면 314 gr∠168.5°으로 한 개의 Weight를 단 효과와 같다.

따라서 314 gr∠168.5°에 Balance Weight를 달았을 때 3600 rpm 무부하에서 예상되는 진동치는 #6: 42 ㎛∠114°, #7: 52 ㎛∠285°, #8: 56 ㎛∠235°이다. 그러나 실제 진동은 다음표에서 보는 바와 같이 예상치보다 좋은편이고 전부하시에도 만족할 만한 값으로 조정되었다.

이와 같이 Cross Effect를 잘 활용하면 발전기 수소를 치환하므로써 발생하는 경제적 손실 방지는 물론 발란싱 시간 단축으로 조기에 전기를 생산할 수 있게되어 생산성 향상을 가져올 수 있다.

 

TRAC Mark INCOSYS