Probleme: Mechanische Schäden der Anlage, Wellenbruch der Turbine

Ziel: Optimale Auslegung der Turbinen, Verhinderung der Überlagerung von Drehschwingungen durch Frequenzschwankungen des Netz

Turbinen zur Erzeugung von Energie können als Gas- oder Dampfturbine ausgeführt werden. Die zunehmende Entwicklung der Turbinen geht in Richtung größerer und effizienterer drehender Maschinen. Durch die enorme Masse und Drehzahl im Betrieb, besitzen die Turbinen eine enorme Energie. Sowohl bei geplantem Hoch- und Runterlauf von Turbinen zur Wartung („Outage Season“) als auch während des Dauerbetriebes können kritische Drehschwingungen auftreten. Sie führen zu mechanischen Beschädigungen bis hin zum Wellenbruch und sollten daher dringend vermieden werden. Vor allem Netzfrequenzschwankungen können im Dauerbetrieb Drehschwingungen an der Turbine begünstigen. Eine Drehschwingungsanalyse ermöglicht es kritische Betriebspunkte zu vermeiden und Sicherheit zu gewährleisten. Ziel ist es hierbei, eine Überlagerung der Drehschwingung durch Frequenzschwankungen des Netzes, Rückkopplungseffekte und der Eigenfrequenz des Systems zu verhindern.

Die Drehzahlmessung an Turbinen erfolgt üblicherweise mit magneto-resistive Sensoren an Zahnrädern. Hierbei misst man Größen wie zum Beispiel einkanalige Messgrößen wie der Schwingwinkel und verwendet die Kennzahl der Winkelgeschwindigkeit. Des Weiteren besteht die Möglichkeit den Verdrehwinkel zwischen Beginn und Ende des Rotors im Betrieb zu messen, um so die dynamische Torsion betrachten zu können. Messungen über einen längeren Zeitraum erlauben es Erkenntnisse über die Dauerlauffähigkeit unter verschiedenen Lastzuständen zu erhalten. Diese ergeben sich durch Belastung aus dem Energienetz.

Die erfassten Messwerte werden im Spektralbereich ausgewertet.

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