JP5766504B2 - Rotor deformation prevention method and rotor deformation prevention device - Google Patents
Rotor deformation prevention method and rotor deformation prevention device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5766504B2 JP5766504B2 JP2011109610A JP2011109610A JP5766504B2 JP 5766504 B2 JP5766504 B2 JP 5766504B2 JP 2011109610 A JP2011109610 A JP 2011109610A JP 2011109610 A JP2011109610 A JP 2011109610A JP 5766504 B2 JP5766504 B2 JP 5766504B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- lubricating oil
- deformation
- turning motor
- predetermined angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
Description
本発明は、稼動していない回転機械のロータの変形を防止するロータ変形防止方法およびロータ変形防止装置に関する。 The present invention relates to a rotor deformation prevention method and a rotor deformation prevention device that prevent deformation of a rotor of a rotating machine that is not in operation.
ガスタービンや蒸気タービン等の回転機械では、完全停止時にはロータの回転が停止しているので、ロータが自重によって鉛直方向下方に撓んでしまい、ロータの軸曲がりが発生してしまう。ロータの軸曲がりは軸振動の原因となるため、ロータの軸曲がりが発生した状態で回転機械の運転を再開することはできない。よって、一旦ロータに軸曲がりが発生してしまうと、回転機械の運転再開前に、ロータを回転させながらロータの軸曲がりが解消されるまで長時間（例えば１２時間程度）待つ必要がある。
そのため、回転機械を直ぐに起動可能な状態で待機させておく場合には、ロータを常に低回転速度で連続的に回転させたまま維持するターニングという操作を行って、ロータの軸曲がり発生を防止するのが一般的である。
In a rotating machine such as a gas turbine or a steam turbine, the rotation of the rotor is stopped at the time of complete stop, so that the rotor is bent downward in the vertical direction by its own weight, and the shaft of the rotor is bent. Since the shaft bending of the rotor causes shaft vibration, the operation of the rotating machine cannot be resumed in a state where the shaft bending of the rotor occurs. Therefore, once the shaft bends in the rotor, it is necessary to wait for a long time (for example, about 12 hours) until the shaft bend is eliminated while rotating the rotor before the operation of the rotating machine is resumed.
Therefore, when the rotating machine is kept ready to be started immediately, an operation called turning is performed to keep the rotor continuously rotated at a low rotational speed to prevent the rotor from being bent. It is common.
例えば、特許文献１には、蒸気タービンやガスタービンのロータを３〜５ｒｐｍの低回転速度で回転させるターニングモータと、このターニングモータからの回転力をロータに伝達するための歯車機構とを備えたターニング装置を用いて、ターニング操作を行うことが記載されている。
なお、特許文献１記載のターニング装置では、タービンロータ側の被動歯車とターニングモータ側の駆動歯車とを嵌合させる際、ターニングモータを一旦起動した後にこれを停止し、駆動歯車の回転数が十分に小さくなった状態で被動歯車と駆動歯車とを嵌合させるようになっている。これにより、被動歯車と駆動歯車との嵌合時の衝撃が緩和される。
For example,
In the turning device described in
しかしながら、特許文献１のような従来のターニング操作では、回転機械の待機中、常にロータを回転させたまま維持するため、ターニングモータに絶えず電力を供給する必要があり、ランニングコストが嵩むという問題があった。
特に、発電事業用の回転機械は、電力需要のピーク時のみの運転が求められることがあり、待機時間が長くなりがちである。そのため、ランニングコストの抑制が強く望まれていた。
However, in the conventional turning operation as in
In particular, a rotating machine for a power generation business may be required to operate only at the peak of power demand, and the standby time tends to be long. Therefore, suppression of running cost has been strongly desired.
また、ロータの高速回転時には、タービン動翼に遠心力が作用してタービン動翼の翼根部がロータ翼溝の壁面に密着するが、ターニング操作時のようなロータの低速回転時には遠心力が働かず、タービン動翼の翼根部とロータ翼溝の壁面との間に間隙が生じる。そのため、回転機械の待機中ロータを常に回転させる従来のターニング操作では、タービン動翼の翼根部のロータ翼溝壁面への接触が長時間に亘って何度も繰り返され、翼根部の磨耗による損傷が懸念される。 In addition, when the rotor rotates at high speed, centrifugal force acts on the turbine rotor blade, and the root of the turbine rotor blade closely contacts the wall surface of the rotor blade groove. A gap is generated between the blade root of the turbine blade and the wall surface of the rotor blade groove. Therefore, in the conventional turning operation that always rotates the rotor during standby of the rotating machine, the contact of the blade root of the turbine blade with the rotor blade groove wall surface is repeated many times over a long period of time, resulting in damage due to wear of the blade root. Is concerned.
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、少ないランニングコストでロータの撓みを防止でき、動翼の翼根部の磨耗を防止しうるロータ変形防止方法およびロータ変形防止装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a rotor deformation prevention method and a rotor deformation prevention device that can prevent the rotor from being bent at a low running cost and can prevent the blade root portion of the rotor blade from being worn. For the purpose.
本発明に係るロータ変形防止方法は、回転機械のロータの変形を防止する方法であって、停止状態にある前記ロータを所定角度だけ回転させた後に再び停止させる操作を繰り返すことを特徴とする。 A rotor deformation prevention method according to the present invention is a method for preventing deformation of a rotor of a rotating machine, and is characterized by repeating an operation of rotating the rotor in a stopped state by a predetermined angle and then stopping it again.
このロータ変形防止方法によれば、停止状態にあるロータを所定角度だけ回転させた後に再び停止させる操作を繰り返すようにしたので、自重によるロータの撓み変形を防止できる。また、従来のターニング操作とは異なり、ロータを間欠的に所定角度だけ回転させるようにしたので、ロータを回転させるためのエネルギー消費量を抑制してランニングコストを低減するとともに、ロータを低速回転させる時間を短縮して翼根部の磨耗を防止できる。 According to this rotor deformation prevention method, the operation of rotating the rotor in a stopped state by a predetermined angle and then stopping it again is repeated, so that it is possible to prevent the rotor from being bent and deformed by its own weight. In addition, unlike the conventional turning operation, the rotor is intermittently rotated by a predetermined angle, so that the energy consumption for rotating the rotor is reduced to reduce the running cost, and the rotor is rotated at a low speed. The time can be shortened to prevent wear of the blade root.
上記ロータ変形防止方法において、前記所定角度は１７０〜１９０°であることが好ましい。自重で鉛直方向下方に撓みつつあるロータを１７０〜１９０°だけ回転させて再び停止させる操作を繰り返すことで、ロータの撓み変形を効果的に防止できる。
とりわけ、前記所定角度を約１８０°とすることで、ロータの撓み方向が鉛直上向きに一致するようにロータが上下反転されるので、ロータの撓み変形をより効果的に防止できる。
In the rotor deformation preventing method, the predetermined angle is preferably 170 to 190 °. By repeating the operation of rotating the rotor, which is deflecting downward in the vertical direction by its own weight, by 170 to 190 ° and stopping it again, the deformation of the rotor can be effectively prevented.
In particular, by setting the predetermined angle to about 180 °, the rotor is turned upside down so that the bending direction of the rotor coincides vertically upward, so that the bending deformation of the rotor can be more effectively prevented.
上記ロータ変形防止方法において、前記操作を行った時点からの経過時間を計測し、該経過時間が、前記ロータに撓みが許容値以下に収まるように予め設定された閾値に達したときに前記操作を再び行うことが好ましい。
このように、前回の操作を行った時点からの経過時間が予め設定された閾値に達したときに前記操作を再び行うことで、ロータの撓みを許容値以下に維持することができる。そのため、急な起動指令に応じていつでも回転機械を起動可能な状態で、回転機械を待機させることができる。特に、電力グリッドに接続された発電事業用の回転機械の場合、配電センター（dispatch center）からの指令に応じて迅速に起動することが求められるので、上述のようにしてロータの撓みを許容値以下に維持しながら回転機械を待機させることが非常に有効である。
なお、上記閾値は、例えば、ロータの撓みが許容値（上限値）に達するまでの時間の実測データから決定することができる。
In the rotor deformation prevention method, an elapsed time from the time when the operation is performed is measured, and the operation time is reached when the elapsed time reaches a preset threshold value so that the deflection of the rotor falls below an allowable value. It is preferable to carry out again.
As described above, when the elapsed time from the time when the previous operation is performed reaches a preset threshold value, the operation is performed again, so that the deflection of the rotor can be maintained below the allowable value. Therefore, the rotating machine can be put on standby in a state where the rotating machine can be started at any time in response to a sudden start command. In particular, in the case of rotating machinery for power generation business connected to the power grid, it is required to start up quickly in response to a command from the distribution center. It is very effective to make the rotating machine stand by while maintaining the following.
In addition, the said threshold value can be determined from the measurement data of the time until the bending of a rotor reaches an allowable value (upper limit value), for example.
上記ロータ変形防止方法において、前記回転機械には、前記ロータを支持する軸受に潤滑油を供給するための潤滑油系統及び該潤滑油系統の補機が設けられており、停止状態にある前記ロータの回転を開始する前に前記補機の少なくとも一部を起動させ、前記ロータの回転停止後に前記補機の前記少なくとも一部を停止させてもよい。
従来のターニング操作では、回転機械の待機中ロータを常に回転させるために、潤滑油系統の補機も常に起動した状態に維持する必要があり、この補機の消費エネルギーはロータを回転させるために必要なエネルギー（ターニングモータの消費電力）に比べてかなり大きい。つまり、従来のターニング操作に必要なエネルギーのうち、大部分は潤滑油系統の補機の消費エネルギーが占めている。
そこで、上述のように、軸受の潤滑が必要なロータの回転時にのみ補機を起動し、軸受の潤滑が不要なロータの停止時には補機を停止することで、潤滑油系統の補機の消費エネルギーを大幅に削減できる。
In the rotor deformation prevention method, the rotating machine is provided with a lubricating oil system for supplying lubricating oil to a bearing that supports the rotor and an auxiliary machine of the lubricating oil system, and the rotor in a stopped state At least a part of the auxiliary machine may be activated before starting the rotation of the rotor, and at least a part of the auxiliary machine may be stopped after the rotation of the rotor is stopped.
In the conventional turning operation, in order to always rotate the rotor during standby of the rotating machine, it is necessary to keep the auxiliary equipment of the lubricating oil system always activated, and the energy consumption of this auxiliary equipment is required to rotate the rotor. It is considerably larger than the required energy (power consumption of the turning motor). That is, most of the energy required for the conventional turning operation is occupied by the energy consumed by the auxiliary equipment of the lubricating oil system.
Therefore, as described above, the auxiliary machine is started only when the rotor that requires lubrication of the bearing is rotated, and the auxiliary machine is stopped when the rotor that does not require lubrication of the bearing is stopped. Energy can be greatly reduced.
また、潤滑油系統の油ポンプは、潤滑油系統の補機類のなかでも特に消費エネルギーが大きいため、少なくとも潤滑油系統の油ポンプをロータの回転時にのみ起動することが好ましい。本発明者が発電事業用のガスタービンにおいて潤滑油系統の油ポンプをロータの回転時にのみ起動するという条件下で試算した結果、従来のターニング操作が必要とするエネルギーのうち９５％以上を削減できることが分かっている。 Further, since the oil pump of the lubricating oil system consumes particularly large energy among the auxiliary machines of the lubricating oil system, it is preferable that at least the oil pump of the lubricating oil system is started only when the rotor rotates. As a result of a trial calculation under the condition that the inventor starts the oil pump of the lubricating oil system only when the rotor rotates in the gas turbine for power generation business, the present inventor can reduce 95% or more of the energy required for the conventional turning operation. I know.
上記ロータ変形防止方法において、停止状態にある前記ロータの撓み方向を検出し、該撓み方向が鉛直上向きになるように前記所定角度を決定し、前記ロータを前記所定角度だけ回転させるようにしてもよい。
これにより、仮にロータに撓み変形が発生しても、ロータの撓み方向が鉛直上向きになるようにロータを回転させて、ロータの撓みを解消できる。また、ロータの撓み方向に応じてロータの回転角度が決定されるので、ロータの回転によって撓み方向を鉛直上向きに確実に一致させて、ロータの撓みを効果的に解消できる。
In the rotor deformation prevention method, the bending direction of the rotor in a stopped state is detected, the predetermined angle is determined so that the bending direction is vertically upward, and the rotor is rotated by the predetermined angle. Good.
Thereby, even if a bending deformation occurs in the rotor, it is possible to eliminate the bending of the rotor by rotating the rotor so that the bending direction of the rotor is vertically upward. Further, since the rotation angle of the rotor is determined according to the bending direction of the rotor, the bending direction of the rotor can be surely matched vertically upward by the rotation of the rotor, and the bending of the rotor can be effectively eliminated.
また、本発明に係るロータ変形防止装置は、回転機械のロータの変形を防止する装置であって、前記ロータを回転させるターニングモータと、停止状態にある前記ロータを所定角度だけ回転させた後に再び停止させる操作を繰り返すように前記ターニングモータを制御するターニングモータ制御部とを備えることを特徴とする。 The rotor deformation preventing device according to the present invention is a device for preventing deformation of a rotor of a rotary machine, and again after turning a rotating motor for rotating the rotor and the rotor in a stopped state by a predetermined angle. And a turning motor control unit that controls the turning motor so as to repeat the operation of stopping.
このロータ変形防止装置によれば、ターニングモータ制御部によってターニングモータを制御して、停止状態にあるロータを所定角度だけ回転させた後に再び停止させる操作を繰り返すようにしたので、自重によるロータの撓み変形を防止できる。また、従来のターニング操作とは異なり、ロータを間欠的に所定角度だけ回転させるようにしたので、ロータを回転させるためのエネルギー消費量を抑制してランニングコストを低減するとともに、ロータを低速回転させる時間を短縮して翼根部の磨耗を防止できる。 According to this rotor deformation preventing device, the turning motor control unit controls the turning motor to rotate the rotor in a stopped state by a predetermined angle and then stop again, so that the rotor bends due to its own weight. Deformation can be prevented. In addition, unlike the conventional turning operation, the rotor is intermittently rotated by a predetermined angle, so that the energy consumption for rotating the rotor is reduced to reduce the running cost, and the rotor is rotated at a low speed. The time can be shortened to prevent wear of the blade root.
上記ロータ変形防止装置において、前記所定角度は１７０〜１９０°であることが好ましい。自重で鉛直方向下方に撓みつつあるロータを１７０〜１９０°回転させて再び停止させる操作を繰り返すことで、ロータの撓み変形を効果的に防止できる。
とりわけ、前記所定角度を約１８０°とすることで、ロータの撓み方向が鉛直上向きに一致するようにロータが上下反転されるので、ロータの撓み変形をより効果的に防止できる。
In the rotor deformation preventing apparatus, the predetermined angle is preferably 170 to 190 °. By repeating the operation of rotating the rotor, which is deflecting downward in the vertical direction by its own weight, to stop again by 170 to 190 °, the bending deformation of the rotor can be effectively prevented.
In particular, by setting the predetermined angle to about 180 °, the rotor is turned upside down so that the bending direction of the rotor coincides vertically upward, so that the bending deformation of the rotor can be more effectively prevented.
上記ロータ変形防止装置は、前記操作を行った時点からの経過時間を計測するタイマーをさらに備え、前記ターニングモータ制御部は、前記タイマーで計測した経過時間が、前記ロータに撓みが許容値以下に収まるように予め設定された閾値に達したときに前記操作を再び行うように前記ターニングモータを制御することが好ましい。
このように、前回の操作を行った時点からの経過時間が予め設定された閾値に達したときに前記操作を再び行うことで、ロータの撓みを許容値以下に維持することができる。そのため、急な起動指令に応じていつでも回転機械を起動可能な状態で、回転機械を待機させることができる。特に、電力グリッドに接続された発電事業用の回転機械の場合、配電センター（dispatch center）からの指令に応じて迅速に起動することが求められるので、上述のようにしてロータの撓みを許容値以下に維持しながら回転機械を待機させることが非常に有効である。
The rotor deformation prevention device further includes a timer for measuring an elapsed time from the time when the operation is performed, and the turning motor control unit is configured such that the elapsed time measured by the timer is less than an allowable value for deflection of the rotor. It is preferable to control the turning motor so that the operation is performed again when a preset threshold value is reached so as to be within the range.
As described above, when the elapsed time from the time when the previous operation is performed reaches a preset threshold value, the operation is performed again, so that the deflection of the rotor can be maintained below the allowable value. Therefore, the rotating machine can be put on standby in a state where the rotating machine can be started at any time in response to a sudden start command. In particular, in the case of rotating machinery for power generation business connected to the power grid, it is required to start up quickly in response to a command from the distribution center. It is very effective to make the rotating machine stand by while maintaining the following.
前記回転機械には、前記ロータを支持する軸受に潤滑油を供給するための潤滑油系統及び該潤滑油系統の補機が設けられており、上記ロータ変形防止装置は、停止状態にある前記ロータの回転を開始する前に前記補機の少なくとも一部を起動させ、前記ロータの回転停止後に前記補機の前記少なくとも一部を停止させる補機制御部をさらに備えていてもよい。
このように、軸受の潤滑が必要なロータの回転時にのみ補機を起動し、軸受の潤滑が不要なロータの停止時には補機を停止することで、潤滑油系統の補機の消費エネルギーを大幅に削減できる。なお、潤滑油系統の油ポンプは、潤滑油系統の補機類のなかでも特に消費エネルギーが大きいため、少なくとも潤滑油系統の油ポンプをロータの回転時にのみ起動することが好ましい。
The rotating machine is provided with a lubricating oil system for supplying lubricating oil to a bearing that supports the rotor and an auxiliary machine of the lubricating oil system, and the rotor deformation preventing device is in a stopped state. An auxiliary machine control unit may be provided that activates at least a part of the auxiliary machine before starting the rotation of the rotor and stops the at least part of the auxiliary machine after the rotation of the rotor is stopped.
In this way, the auxiliary machine is started only when the rotor that requires lubrication of the bearing is rotated, and the auxiliary machine is stopped when the rotor that does not require lubrication of the bearing is stopped. Can be reduced. Note that the oil pump of the lubricating oil system consumes particularly large energy among the auxiliary machines of the lubricating oil system. Therefore, it is preferable to start at least the oil pump of the lubricating oil system only when the rotor rotates.
上記ロータ変形防止装置は、停止状態にある前記ロータの撓み方向を検出する撓み方向検出器をさらに備え、前記ターニングモータ制御部は、前記撓み方向検出器により検出された前記撓み方向が鉛直上向きになるように前記所定角度を決定し、該所定角度だけ前記ロータを回転させてもよい。
これにより、仮にロータに撓み変形が発生しても、ロータの撓み方向が鉛直上向きになるようにロータを回転させて、ロータの撓みを解消できる。また、ロータの撓み方向に応じてロータの回転角度が決定されるので、ロータの回転によって撓み方向を鉛直上向きに確実に一致させて、ロータの撓みを効果的に解消できる。
The rotor deformation preventing apparatus further includes a bending direction detector that detects a bending direction of the rotor in a stopped state, and the turning motor control unit is configured such that the bending direction detected by the bending direction detector is vertically upward. The predetermined angle may be determined so that the rotor is rotated by the predetermined angle.
Thereby, even if a bending deformation occurs in the rotor, it is possible to eliminate the bending of the rotor by rotating the rotor so that the bending direction of the rotor is vertically upward. Further, since the rotation angle of the rotor is determined according to the bending direction of the rotor, the bending direction of the rotor can be surely matched vertically upward by the rotation of the rotor, and the bending of the rotor can be effectively eliminated.
本発明によれば、停止状態にあるロータを所定角度だけ回転させた後に再び停止させる操作を繰り返すようにしたので、自重によるロータの撓み変形を防止できる。また、従来のターニング操作とは異なり、ロータを間欠的に所定角度だけ回転させるようにしたので、ロータを回転させるためのエネルギー消費量を抑制してランニングコストを低減するとともに、ロータを低速回転させる時間を短縮して翼根部の磨耗を防止できる。 According to the present invention, the operation of rotating the rotor in a stopped state by a predetermined angle and then stopping it again is repeated, so that the rotor can be prevented from being bent and deformed by its own weight. In addition, unlike the conventional turning operation, the rotor is intermittently rotated by a predetermined angle, so that the energy consumption for rotating the rotor is reduced to reduce the running cost, and the rotor is rotated at a low speed. The time can be shortened to prevent wear of the blade root.
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
なお、以下の実施形態では回転機械の一例としてガスタービンを挙げるが、本発明は蒸気タービンを含む種々の回転機械のロータの変形を防止するために適用できる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, and are merely illustrative examples. Only.
In the following embodiments, a gas turbine is taken as an example of a rotating machine, but the present invention can be applied to prevent deformation of rotors of various rotating machines including a steam turbine.
図１はガスタービンの全体構成例を示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図である。
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、ガスタービン１は、共通のロータ３を有するタービン２及び圧縮機４と、タービン２及び圧縮機４のロータ３を回転自在に支持する軸受６とを備える。ロータ３の一端には起動モータ８が連結されており、この起動モータ８によって、ガスタービン１の起動時において十分な出力が得られるまでの間、ロータ３を回転させるようになっている。軸受６及び起動モータ８は、架台９上に設置されている。
なお、図示は省略するが、軸受６と起動モータ８との間には発電機が設けられており、この発電機によってロータ３の回転エネルギーを電気エネルギーに変換するようになっている。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of a gas turbine, FIG. 1 (a) is a plan view, and FIG. 1 (b) is a side view.
As shown in FIGS. 1A and 1B, a
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the generator is provided between the
ガスタービン１は、非稼動時に、自重によってロータ３が鉛直方向下方に撓み変形を生じる可能性がある。そこで、本実施形態では、ロータ３の撓み変形を防止するためのロータ変形防止装置１０を設けている。
When the
ロータ変形防止装置１０は、ターニングモータ１２と、ターニングモータ１２の出力軸に取り付けられた駆動歯車１４と、駆動歯車１４と噛み合うようにロータ３に取り付けられた従動歯車１６とを備える。これにより、ターニングモータ１２からの回転力が駆動歯車１４及び従動歯車１６を介してロータ３に伝わり、ロータ３が回転するようになっている。このときのロータ３の回転速度は特に限定されないが、例えば３〜５ｒｐｍ程度としてもよい。
The rotor
ターニングモータ１２によるロータ３の回転は、後述のコントローラによる制御下で行われる。また、ターニングモータ１２によってロータ３を回転させる際、潤滑油系統の補機を起動して、軸受６に潤滑油を給油する必要があり、この補機の制御もコントローラによって行われる。図２は、ロータ変形防止装置及び潤滑油系統の補機とコントローラとの間の信号のやりとりを示す図である。
The rotation of the
図２に示すように、潤滑油系統２０は、潤滑油が貯留されているタンク２２と、タンク２２を軸受６に接続する潤滑油流路２４と、潤滑油流路２４に設けられた油ポンプ２６と、タンク２２に設けられたベーパーファン２８とにより構成される。
図２に示す例では、油ポンプ２６及びベーパーファン２８が潤滑油系統２０の補機に相当する。しかし、潤滑油系統２０の補機は、潤滑油系統２０を用いて軸受６に潤滑油を供給する際に稼動させる必要がある付属機器を全て含み、例えば、ガスタービン１を囲むエンクロージャー内を換気する換気ファンも潤滑油系統２０の補機の一つである。
As shown in FIG. 2, the lubricating
In the example shown in FIG. 2, the
油ポンプ２６は、油ポンプ２６に直結されたモータ２７によって駆動され、潤滑油流路２４を介してタンク２２内の潤滑油を軸受６に供給する。また、ベーパーファン２８は、ベーパーファン２８に直結されたモータ２９によって駆動され、タンク２２内を負圧にする。ここで、タンク２２内は不図示の連通路によって軸受箱７に連通しているため、ベーパーファン２８の作動によってタンク２２内が負圧になると、軸受箱７の内圧も大気圧よりも小さくなる。これにより、軸受箱７から外部への潤滑油の流出を防止するようになっている。
The
コントローラ３０は、ロータ変形防止装置１０のターニングモータ１２を制御するターニングモータ制御部３２と、潤滑油系統２０の補機を制御する補機制御部３４と、ターニングモータ制御部３２及び補機制御部３４による制御に必要な情報が記憶された記憶部３６とにより構成される。
The
ターニングモータ制御部３２は、停止状態にあるロータ３を所定角度だけ回転させた後に再び停止させる操作を繰り返すようにターニングモータ１２を制御する。
ロータ３の回転角度（所定角度）は、常に一定であってもよい。例えば、ターニングモータ制御部３２は、記憶部３６に記憶された一定の回転角度αを読み出して、停止状態にあるロータ３をαだけ回転させた後、ロータ３を再び停止させるような操作を繰り返してもよい。
なお、ロータ３の回転角度αは、任意の角度に設定可能であるが、１７０〜１９０°であることが好ましい。自重で鉛直方向下方に撓みつつあるロータ３を１７０〜１９０°回転させて再び停止させる操作を繰り返すことで、ロータ３の撓み変形を効果的に防止できる。とりわけ、ロータ３の回転角度αを約１８０°とすることで、ロータ３の撓み方向が鉛直上向きに一致するようにロータ３が上下反転されるので、ロータ３の撓み変形をより効果的に防止できる。
The turning
The rotation angle (predetermined angle) of the
In addition, although the rotation angle (alpha) of the
あるいは、ロータ３の回転角度を、毎回の上記操作ごとに変更してもよい。例えば、撓み方向検出器３７によってロータ３の撓み方向を検出し、該撓み方向の検出結果に基づいて、ロータ３の回転角度を操作ごとに決定してもよい。この場合、撓み方向検出器３７の検出結果をコントローラ３０に入力し、該検出結果に応じたロータ３の適切な回転角度をターニングモータ制御部３２において決定してもよい。
これにより、仮にロータ３に撓み変形が発生しても、ロータ３の撓み方向が鉛直上向きになるようにロータ３を回転させて、ロータ３の撓みを解消できる。また、ロータ３の撓み方向に応じてロータ３の回転角度が決定されるので、ロータ３の回転によって撓み方向を鉛直上向きに確実に一致させて、ロータ３の撓みを効果的に解消できる。
Or you may change the rotation angle of the
Thereby, even if bending deformation occurs in the
なお、撓み方向検出器３７は、ロータ３の撓み方向を検出可能であれば特に限定されないが、例えば、ロータ３の軸受６周辺に設けられてロータ３までの距離を計測する変位計を用いてもよい。この場合、撓み方向の計測のためにロータ３を一回転させて変位計の計測結果（変位計からロータ３までの距離）が最小になるロータ３の角度を求めてもよいし、ロータ３の周方向に複数の変位計を設け、該複数の変位計のうち計測結果（各変位計からロータ３までの距離）が最小になる変位計を特定し、この変位計の位置に対応するロータ３の角度を求めてもよい。
The
ロータ３を所定角度だけ回転させた後に再びこれを停止させる操作は、予め設定された期間ごとに行うことが好ましい。具体的には、タイマー３８によって前回の操作を行った時点からの経過時間を計測しておき、ターニングモータ制御部３２は、タイマー３８により計測された経過時間が記憶部３６に記憶された閾値（図３を参照しながら後述する閾値Ｔｔｈ２）を超えたときに、ターニングモータ１２を一定時間だけ起動するようにしてもよい。あるいは、オペレータが任意のインターフェースを介して、前回の操作を行った時点からの経過時間が予め設定された閾値を超えたことを知らせる情報をコントローラ３０に入力し、ターニングモータ制御部３２は、オペレータが入力した情報に基づいて、ターニングモータ１２を一定時間だけ起動するようにしてもよい。
いずれの場合にも、前回の操作を行った時点からの経過時間が予め設定された閾値に達したときに前記操作が再び行われるので、ロータ３の撓みを許容値以下に維持することができる。そのため、急な起動指令に応じていつでもガスタービン１を起動可能な状態で、ガスタービン１を待機させることができる。
The operation of stopping the
In any case, since the operation is performed again when the elapsed time from the time when the previous operation was performed reaches a preset threshold value, the deflection of the
なお、一回の操作におけるターニングモータ１２の起動時間は、ロータ３が所定角度だけ回転するのに必要な時間から決定すればよい。具体的には、ターニングモータ１２によって駆動されるロータ３の回転速度がＮ（ｒｐｍ）の場合、ロータ３をα度だけ回転させるために必要なターニングモータ１２の起動時間ｔ（ｓｅｃ）は次式（１）により決定すればよい。
補機制御部３４は、停止状態にあるロータ３をターニングモータ１２によって回転させる前に潤滑油系統２０の補機を起動させ、ロータ３の回転停止後に潤滑油系統２０の補機を停止させる制御を行う。なお、補機制御部３４によるこの制御は、潤滑油系統２０の補機の一部のみについて行い、他の補機は常に起動させておいてもよい。
例えば油ポンプ２６及びベーパーファン２８について上記制御を行う場合、油ポンプ２６及びベーパーファン２８にそれぞれ直結されたモータ（２７，２９）のＯＮ／ＯＦＦを、補機制御部３４によって、ターニングモータ１２のＯＮ／ＯＦＦに連動して切り換えればよい。すなわち、ターニングモータ１２が起動される前にモータ（２７，２９）を起動させ、ターニングモータ１２が停止された後にモータ（２７，２９）を停止させればよい。
これにより、軸受６の潤滑が必要なロータ３の回転時にのみ補機を起動し、軸受６の潤滑が不要なロータ３の停止時には補機を停止して、潤滑油系統２０の補機の消費エネルギーを大幅に削減できる。
The auxiliary
For example, when the above control is performed on the
Thus, the auxiliary machine is started only when the
次に、ガスタービン１のロータ３の変形を防止するための手順について説明する。図３は、ロータ３の変形を防止するための手順を示すフローチャートである。
Next, a procedure for preventing deformation of the
図３に示すように、補機制御部３４がタイマー３８の計測結果（ロータ３の回転及び停止の操作を前回行った時点からの経過時間Ｔ）を読み出して、経過時間Ｔと、記憶部３６に記憶されている閾値Ｔｔｈ１との大小関係を比較する（ステップＳ２）。
As shown in FIG. 3, the auxiliary
そして、経過時間Ｔが閾値Ｔｔｈ１を超えた場合（ステップＳ２のＹＥＳ判定）、ステップＳ４に進んで、補機制御部３４が潤滑油系統２０の補機を起動する。例えば、油ポンプ２６に直結されたモータ２７や、ベーパーファン２８に直結されたモータ２９が補機制御部３４の指令に従って起動される。これにより、油ポンプ２６が作動して軸受６にはタンク２２に貯留された潤滑油が供給されるとともに、ベーパーファン２８が作動して軸受箱７の内圧は負圧に維持されて軸受箱７から外部への潤滑油の流出が防止される。
なお、閾値Ｔｔｈ１は、ロータ３の回転を開始するタイミングを決める後述の閾値Ｔｔｈ２よりも小さく設定されている。そのため、ロータ３の回転が開始される前に、潤滑油経路２０の補機が起動される。
一方、経過時間Ｔが閾値Ｔｔｈ１以下である場合（ステップＳ２のＮＯ判定）は、ステップＳ２を再び繰り返す。
When the elapsed time T exceeds the threshold value T th1 (YES determination in step S2), the process proceeds to step S4, and the auxiliary
Note that the threshold value T th1 is set to be smaller than a threshold value T th2 to be described later, which determines the timing for starting the rotation of the
On the other hand, when the elapsed time T is equal to or less than the threshold value T th1 (NO determination in step S2), step S2 is repeated again.
潤滑油系統２０の補機を起動した後、ステップＳ６に進んで、ターニングモータ制御部３２がタイマー３８の検出結果（ロータ３の回転及び停止の操作を前回行った時点からの経過時間Ｔ）を読み出して、経過時間Ｔと、記憶部３６に記憶されている閾値Ｔｔｈ２（＞Ｔｔｈ１）との大小関係を比較する。
After starting the auxiliary machine of the lubricating
そして、経過時間Ｔが閾値Ｔｔｈ２を超えた場合（ステップＳ６のＹＥＳ判定）、ステップＳ８に進んで、ターニングモータ制御部３２がターニングモータ１２を制御して、ロータ３の回転を開始する。一方、経過時間Ｔが閾値Ｔｔｈ２以下である場合（ステップＳ６のＮＯ判定）は、ステップＳ６を再び繰り返す。
When the elapsed time T exceeds the threshold value T th2 (YES determination in step S6), the process proceeds to step S8, where the turning
ステップＳ８でロータ３の回転を開始した後、ターニングモータ制御部３２は、記憶部３６からターニングモータ１２の起動時間ｔを読み出して、ロータ３の回転開始からの経過時間ΔＴと、ターニングモータ１２の起動時間ｔとの大小関係を比較する（ステップＳ１０）。なお、ターニングモータ１２の起動時間ｔは、ロータ３の所望の回転角度αから上述の式（１）を用いて得られたものである。
After starting the rotation of the
そして、ロータ３の回転開始からの経過時間ΔＴがターニングモータ１２の起動時間ｔに達した場合（ステップＳ１０のＹＥＳ判定）、ターニングモータ制御部３２はターニングモータ１２を制御して、ロータ３の回転を停止する。これにより、ターニングモータ１２を起動時間ｔだけ起動させて、ロータ３を所望の回転角度αだけ回転させることができる。
一方、ロータ３の回転開始からの経過時間ΔＴがターニングモータ１２の起動時間ｔよりも小さい場合（ステップＳ１０のＮＯ判定）は、ステップＳ１０を再び繰り返す。
When the elapsed time ΔT from the start of the rotation of the
On the other hand, when the elapsed time ΔT from the start of rotation of the
ロータ３の回転を停止した後、ステップＳ１４において、経過時間Ｔをリセットして、タイマー３８による経過時間Ｔの計測を再びゼロから開始する。この後、補機制御部３４が潤滑油系統２０の補機を停止し、ステップＳ２に戻る。
After stopping the rotation of the
以上説明したように、本実施形態によれば、停止状態にあるロータ３を所定角度αだけ回転させた後に再び停止させる操作を繰り返すようにしたので、自重によるロータ３の撓み変形を防止できる。また、従来のターニング操作とは異なり、ロータ３を間欠的に所定角度αだけ回転させるようにしたので、ロータ３を回転させるためのエネルギー消費量を抑制してランニングコストを低減するとともに、ロータ３を低速回転させる時間を短縮して動翼の翼根部の磨耗を防止できる。
As described above, according to the present embodiment, the operation of stopping the
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this, In the range which does not deviate from the summary of this invention, various improvement and deformation | transformation may be performed.
例えば、上述の実施形態では、ターニングモータ１２を用いてロータ３を回転させる例について説明したが、ロータ３は手動により回転させてもよいし、ターニングモータ１２以外の動力源を用いて回転させてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the example in which the
１ ガスタービン
２ タービン
３ ロータ
４ 圧縮機
６ 軸受
７ 軸受箱
８ 起動モータ
９ 架台
１０ ロータ変形防止装置
１２ ターニングモータ
１４ 駆動歯車
１６ 従動歯車
２０ 潤滑油系統
２２ タンク
２４ 潤滑油流路
２６ 油ポンプ
２７ モータ
２８ ベーパーファン
２９ モータ
３０ コントローラ
３２ ターニングモータ制御部
３４ 補機制御部
３６ 記憶部
３７ 撓み方向検出器
３８ タイマー
DESCRIPTION OF
Claims (10)
起動可能な状態で前記回転機械を待機させている間に、停止状態にある前記ロータを所定角度だけ回転させた後に再び停止させる操作を繰り返すことを特徴とするロータ変形防止方法。 A method for preventing deformation of a rotor of a rotating machine,
A rotor deformation prevention method comprising: repeating the operation of rotating the rotor in a stopped state by a predetermined angle and then stopping again while the rotary machine is waiting in a startable state.
該経過時間が、前記ロータに撓みが許容値以下に収まるように予め設定された閾値に達したときに前記操作を再び行うことを特徴とする請求項１に記載のロータ変形防止方法。 Measure the elapsed time from the time of performing the operation,
The rotor deformation prevention method according to claim 1, wherein the operation is performed again when the elapsed time reaches a threshold value set in advance so that the deflection of the rotor falls within an allowable value or less.
停止状態にある前記ロータの回転を開始する前に前記補機の少なくとも一部を起動させ、
前記ロータの回転停止後に前記補機の前記少なくとも一部を停止させることを特徴とする請求項１に記載のロータ変形防止方法。 The rotating machine is provided with a lubricating oil system for supplying lubricating oil to a bearing that supports the rotor, and an auxiliary machine of the lubricating oil system,
Activating at least a part of the auxiliary machine before starting the rotation of the rotor in a stopped state,
The rotor deformation preventing method according to claim 1, wherein the at least part of the auxiliary machine is stopped after the rotation of the rotor is stopped.
該撓み方向が鉛直上向きになるように前記所定角度を決定し、
前記ロータを前記所定角度だけ回転させることを特徴とする請求項１に記載のロータ変形防止方法。 Detecting the direction of bending of the rotor in a stopped state,
Determining the predetermined angle so that the bending direction is vertically upward;
The rotor deformation prevention method according to claim 1, wherein the rotor is rotated by the predetermined angle.
前記ロータを回転させるターニングモータと、
起動可能な状態で前記回転機械を待機させている間に、停止状態にある前記ロータを所定角度だけ回転させた後に再び停止させる操作を繰り返すように前記ターニングモータを制御するターニングモータ制御部とを備えることを特徴とするロータ変形防止装置。 An apparatus for preventing deformation of a rotor of a rotating machine,
A turning motor for rotating the rotor;
A turning motor control unit for controlling the turning motor to repeat the operation of rotating the rotor in a stopped state by a predetermined angle and then stopping again while the rotary machine is waiting in a startable state. A rotor deformation preventing device comprising:
前記ターニングモータ制御部は、前記タイマーで計測した経過時間が、前記ロータに撓みが許容値以下に収まるように予め設定された閾値に達したときに前記操作を再び行うように前記ターニングモータを制御することを特徴とする請求項６に記載のロータ変形防止装置。 A timer for measuring an elapsed time from the time when the operation is performed;
The turning motor control unit controls the turning motor to perform the operation again when the elapsed time measured by the timer reaches a preset threshold value so that the deflection of the rotor is within an allowable value or less. The rotor deformation preventing device according to claim 6.
停止状態にある前記ロータの回転を開始する前に前記補機の少なくとも一部を起動させ、前記ロータの回転停止後に前記補機の前記少なくとも一部を停止させる補機制御部をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のロータ変形防止装置。 The rotating machine is provided with a lubricating oil system for supplying lubricating oil to a bearing that supports the rotor, and an auxiliary machine of the lubricating oil system,
An auxiliary machine control unit that activates at least a part of the auxiliary machine before starting the rotation of the rotor in a stopped state, and stops the at least a part of the auxiliary machine after the rotation of the rotor is stopped; The rotor deformation preventing device according to claim 6.
前記ターニングモータ制御部は、前記撓み方向検出器により検出された前記撓み方向が鉛直上向きになるように前記所定角度を決定し、該所定角度だけ前記ロータを回転させることを特徴とする請求項６に記載のロータ変形防止装置。 A deflection direction detector for detecting a deflection direction of the rotor in a stopped state;
7. The turning motor control unit determines the predetermined angle so that the bending direction detected by the bending direction detector is vertically upward, and rotates the rotor by the predetermined angle. The rotor deformation | transformation prevention apparatus of description.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011109610A JP5766504B2 (en) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | Rotor deformation prevention method and rotor deformation prevention device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011109610A JP5766504B2 (en) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | Rotor deformation prevention method and rotor deformation prevention device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012241536A JP2012241536A (en) | 2012-12-10 |
| JP5766504B2 true JP5766504B2 (en) | 2015-08-19 |
Family
ID=47463539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011109610A Expired - Fee Related JP5766504B2 (en) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | Rotor deformation prevention method and rotor deformation prevention device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5766504B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2987969B1 (en) * | 2014-01-28 | 2018-03-07 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Turning device and rotary machine |
| FR3092142B1 (en) * | 2019-01-29 | 2021-04-09 | Safran Aircraft Engines | Method of regulating the bending deformation of a stationary turbomachine shaft subjected to the residual heat of operation of the turbomachine |
| CN111520235B (en) * | 2020-03-20 | 2022-05-17 | 中国船舶重工集团公司第七O三研究所无锡分部 | Handling method for sudden shutdown of gas turbine in high-working-condition operation |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5660843A (en) * | 1979-10-24 | 1981-05-26 | Zen Nippon Kuuyu Kk | Defect detecting system for jet engine |
| JPH0450406A (en) * | 1990-06-15 | 1992-02-19 | Fuji Electric Co Ltd | Turning method for condensing turbine |
| JPH04214908A (en) * | 1990-07-05 | 1992-08-05 | Toshiba Corp | Turning device |
| JP4926441B2 (en) * | 2005-10-05 | 2012-05-09 | 中国電力株式会社 | Method and system for isolating a steam driven feed pump |
| JP2007113412A (en) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Turbine blade inspection device |
-
2011
- 2011-05-16 JP JP2011109610A patent/JP5766504B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012241536A (en) | 2012-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9835136B2 (en) | System and method for extending the operating life of a wind turbine gear train based on energy storage | |
| JP4874756B2 (en) | Machine Tools | |
| EP2573428B1 (en) | A gear unit and a method for controlling a lubrication pump of a gear unit | |
| JP4898925B2 (en) | Wind power generator and control method thereof | |
| US8922039B2 (en) | Wind turbine and a method for powering one or more hydraulic pitch actuators | |
| CN103998774B (en) | method for operating a wind turbine | |
| JP5766504B2 (en) | Rotor deformation prevention method and rotor deformation prevention device | |
| BRPI1007672B1 (en) | method and device for determining and / or monitoring an operating point of a working machine and / or an asynchronous motor that drives it the last | |
| JP6064548B2 (en) | Waste heat power generator | |
| CN105531480A (en) | System and method for converterless operation of motors-driven pumps | |
| US20110211958A1 (en) | Wind-power-generator fan unit and wind power generator | |
| JP5066648B2 (en) | Wind power generator | |
| WO2018209655A1 (en) | System and method for estimating motor temperature of a pitch system of a wind turbine | |
| JP4908455B2 (en) | Fan device for wind turbine generator and wind turbine generator | |
| EP2923078B1 (en) | System and method for extending the operating life of a wind turbine gear train based on energy storage | |
| JP2016145521A (en) | Wind power generation device | |
| JP4950222B2 (en) | Device for sensing at least one parameter in a liquid | |
| KR101606141B1 (en) | Automatic pitch control apparatus for wind power generator | |
| JP6833554B2 (en) | Output prediction device, output prediction system equipped with it, power generation system, and output prediction method | |
| KR20180118991A (en) | Gas Turbine System and Controlling Method thereof | |
| JP5893535B2 (en) | Electric motor preventive maintenance device, electric motor preventive maintenance method, and electric motor preventive maintenance system | |
| JPH0248799B2 (en) | ||
| JP5808126B2 (en) | Underwater equipment operation system | |
| JP2015068300A (en) | Power generation plant | |
| JP7495919B2 (en) | Wear detection system and wear detection method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140312 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141016 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141024 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141216 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20150122 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150522 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150617 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5766504 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |