آسیب شناسی توربین- لرزش محور

به تعداد نوسان های کامل یک جسم(حرکت رفت و برگشتی و یا دوار) در یک ثانیه فرکانس یا بسامد گویند. اجسام دارای دو فرکانس هستند. فرکانس طبیعی و فرکانس اجباری. فرکانس طبیعی به این صورت تعریف می شود: اگر جسمی را از حالت سکون به حرکت در آورید و سپس به شکل طبیعی متوقف گردد دارای فرکانس یا بسامدی است که به آن فرکانس طبیعی گویند. اما فرکانس اجباری توسط محرکی به جسم وارد می شود. مانند هنگام چرخش یک پمپ که به وسیله یک موتور برقی به حرکت در می آید. نوسان های پمپ و یا به عبارتی تعداد چرخش های محور پمپ بر تانیه همان فرکانس اجباری آن است که واحد آن نیز هرتز است. بدیهی است هرگاه فرکانس طبیعی و فرکانس اجباری روی هم قرار گیرند؛ رزونانس یا تشدید اتفاق می افتد و سیستم دارای سرعت بحرانی می شود که اگر سریع از این دور عبور نشود؛ به طور قطع آسیب جدی به دستگاه وارد خواهد شد. نتیجه اینکه هر محور دوار دارای فرکانس طبیعی خاص خودش است. آنچه مسلم است اینکه دستگاه های دوار مانند پمپ، توربین و فن در حین بهره برداری دارای لرزش نیز هستند؛ هرچند سازندگان، تمام تلاش خود را برای کاهش لرزش دستگاه به کار می گیرند اما به هرحال در بهترین شرایط نیز دستگاه های دوار دارای لرزش می باشند و اگر اختلالی در حین بهره برداری معمول آنها رخ دهد؛ لرزش یا ارتعاش آن افزایش و اگر کنترل و پیشگیری نشود آسیب های جدی به سیستم وارد می شود.

در توربوژنراتورها به دلایلی مانند گیر مکانیکی در اجزای دوار، ناهم راستایی محورها(شعاعی یا محوری)، آنبالانسی و غیره ؛ لرزش مجموعه افزایش می یابد. بنابراین یکی از آسیب های خطرناک و مهم در توربوژنراتورها و سایر دستگاه های دوار دیگر، لرزش های غیر عادی و نحوه مواجهه با آن شرایط است. به طور معمول در نیروگاه ها هنگام بروز لرزش غیرعادی، به طور خودکار از طریق زنگ خطر و یا چراغ چشمک زن به بهره بردار هشدار داده می شود و اگر لرزش به هر دلیلی کنترل نگردد و توسعه یابد؛ سیستم حفاظت خودکار وارد عمل شده و دستگاه را پیش از آسییب دیدن از مدار خارج خواهد نمود. بدیهی است در صورت عملکرد ناموفق سیستم حفاظت؛ آسیب های غیر قابل جبرانی به مجموعه توربوژنراتور وارد می گردد.

در نیروگاه ها برای پیشگیری از آسیب های منتج از لرزش های غیر معمول و خارج از حد مجاز به دو روش اقدام می شود:

1) نصب حسگر(سنسور) لرزش بر روی یاتاقان ها و انتقال سیگنال به اتاق فرمان(برای هشدار) و سیستم حفاظت واحد(برای پیشگیری از آسیب): حسگرها در وهله اول از طریق انتقال سیگنال به اتاق فرمان به بهره بردار هشدار می دهند تا بهره بردار بتواند از فرصت ایجاد شده؛ نقص را ردیابی و برطرف نماید. در مرحله دوم در صورت ادامه و توسعه لرزش با عملکرد سیستم حفاظت؛ توربوژنراتور به طور خودکار ار مدار تولید خارج می شود تا از آسیب های جدی به مجموعه جلوگیری گردد.

2) اندازه گیری لرزش توربوژنراتور به وسیله دستگاه های پرتابل(قابل حمل): به منظور بررسی صحت عملکرد حسگرها(سنسورها)ی بند1 و هم چنین آنالیز فرکانس ارتعاشی سیستم ، عیب یابی و پیشگیری از خرابی ها، اندازه گیری با دستگاه های پرتابل به صورت دوره ای انجام می شود.

جمع بندی اینکه به دلیل گرانی و اهمیت تداوم تولید تجهیزات نیروگاهی به ویژه توربوژنراتور، موضوع لرزش و ارتعاشات غیر عادی را بسیار جدی بگیرید زیرا در غیر این صورت احتمال بروز خسارت های سنگینی به مجموعه خواهد بود.