CALIBRATION OF BTT MEASUREMENT WITH RESPECT TO SENSOR POSITION OVER SHROUDED LSB

In order to increase efficiency and reliability of steam turbines, last stage blades are equipped with mid-span tie-boss and shroud. We can use Blade Tip-Timing method (BTT) to measure vibration of shrouded blades, but the measured level of vibration is dependent on position of sensor over blade shroud. Hence, the results of BTT measurement have to be compared with other measurement techniques, like strain gauges, and with FEM analysis, to interpret these results right. This article provides findings we made on measurement of shrouded blades in test rig with eddy-current sensors, optical sensors and strain gauges at different positions of sensors over blade shroud. Measurement is also compared to FEM analysis

Localization of impacts in machinery with the use of wavelet transform

Článek popisuje experimentální metodu, pomocí které lze lokalizovat rázy v obecné konstrukci. Měření vibrací v několika měřících bodech umožňuje stanovit čas, kdy rázová vlna dorazí od místa buzení ke snímači. Rychlosti rázových vln směřujících k jednotlivým snímačům se zdánlivě liší, protože obecná geometrie konstrukce ovlivňuje cestu rázové vlny mezi bodem rázu a měřícím bodem. Ráz tedy není možné přesně lokalizovat pouhou triangulací a úloha se řeší pomocí optimalizace. Přesnost optimalizace závisí na počátečních podmínkách a optimalizačních parametrech, proto je také studován a analyzován jejich vliv.This paper describes an experimental method that can be used to find the location of an impact point in a general three-dimensional structure. Measuring vibrations at several measurement points allows determining when the shock wave arrives from the excitation/impact point to the sensor. The velocities of the shock waves travelling to the sensors are seemingly different because the general geometry of the structure affects the path of the shock wave between the impact point and each sensor. For this reason, the impact point cannot be accurately localized by triangulation methods, and the problem is solved by constrained optimization. The accuracy of this method depends on initial conditions and optimization parameters, so their influence is also studied and analyzed

Neural model approach to identify anomalies in temelín nuclear power plant turbine sets

Příspěvek popisuje využití umělé inteligence a strojového učení pro vytvoření a trénink neuronového modelu turbosoustrojí jaderné Elektrárny Temelín na základě dostupných diagnostických dat za účelem detekce odlišností v chování turbín TG1 a TG2. Následně jsou uvedeny výsledky neuronového modelování a na nich demonstrovány možnosti využití umělé inteligence v energetických aplikacích, doporučení pro praxi a upozornění na související úskalí.Tento článek vznikl s podporou projektu Národní centrum pro energetiku, TAČR TN01000007, aplikačního Segmentu 1: Účinnost, spolehlivost, bezpečnost energetických celků, dílčího projektu TN01000007/18: Vývoj diagnostických metod pro charakterizaci klíčových komponent energetických celků, pracovního balíčku Vývoj pokročilých metod komplexního hodnocení životnosti turbín.The paper describes the use of artificial intelligence and machine learning to build and train a neural model of the turbine sets of the Temelín nuclear power plant based on available diagnostic data in order to detect anomalies and differences in the behavior of TG1 and TG2 turbines. Subsequently, the results of neural modeling are presented and they demonstrate the possibilities of using artificial intelligence in power engineering applications and recommendations for practice

Spragging and pad fluttering – abnormal conditions during the operation of tilt-pad journal bearings

Radiální kluzná ložiska s naklápěcími segmenty jsou využívána pro ukládání strojů s vyso- kou obvodovou rychlostí čepu hřídele. Speciální konstrukce těchto ložisek zabraňuje vzniku nestability olejového filmu, na druhou stranu ale vytváří podmínky pro jevy známé jako poskoky a třepotání segmentů, které mohou poškodit součásti ložiska. Tento článek si klade za cíl rozšířit povědomí o těchto jevech, popsat mechanismus jejich vzniku a způsob diagnostiky.Program THÉTA při řešení projektu TK04020057Radial tilt-pad journal bearings are used to support machinery with journals of high circumferential speed. A unique design of these bearings prevents the formation of oil-induced instability. However, the design allows for so-called pad spragging and fluttering, which can damage bearing components. This paper aims to increase awareness of these phenomena, describe the conditions leading to their formation, and present methods to detect them

EXPERIMENTAL AND NUMERICAL ASSESSMENT OF A LAST STAGE ST BLADE DAMPING AT LOW LOAD OPERATION

As LP steam turbines are requested to work at strong part-loads, LSB stalled and unstalled flutter may occur. Testing on a downscaled steam turbine in T10MW test plant have been carried out to measure LSB aggregated damping at low load. Also numerical analysis to predict aerodynamic damping have been performed and results have been compared to experimental data, allowing software tool validation at low load

Calibration methodology of non-contact monitoring of steam turbine rotating blades

Disertační práce se zabývá problematikou měření oběžných lopatek parních turbín pomocí metody zvané Blade Tip-Timing. Tento typ měření se stále víc dostává do popředí, protože trh s výrobou elektřiny se mění, vlivem používaní obnovitelných zdrojů. V dnešní době musí parní turbíny plnit požadavky na vysokou účinnost a spolehlivost, stejně jako zvýšení počtu startů, nebo provozování v širokém provozním rozsahu, které zahrnují provoz v nízkých zatíženích, kde lopatky parních turbín kmitají a to je z pohledu jejich životnosti nežádoucí. Nejčastěji se používá metodika Blade Tip-Timing, která nabízí řešení, jak lopatky dlouhodobě sledovat a turbíny bezpečně provozovat. Výrobci parních turbín se snaží vyhovět požadavkům trhu a vyvíjejí nové typy lopatek, které svojí konstrukcí lépe snáší nepříznivé provozní stavy. Tyto nové typy lopatek jsou většinou vybaveny zámkem na špičce lopatky takzvanou bandáží, která značně komplikuje měření metodikou Blade Tip-Timing. Proto se tato práce věnuje kalibraci Blade Tip-Timingu pro bandážované lopatky. Součástí kalibrace celého řetězce byly kalibrace snímačů (eddy-current i optických), numerické výpočty magnetického pole kolem snímačů i numerické výpočty rozložení mechanického napětí v listu lopatky. Tlumení lopatkových materiálů stejně jako vývoj buzení rotujících lopatek byl, nedílnou součástí celého procesu končícího identifikací kmitání lopatek v parní turbíně. Během kalibrace celého měřícího řetězce Blade Tip-Timingu, se ukázalo jako stěžejní, kalibrovat polohu čidla vůči bandáži. Jak bude dále ukázáno, tato poloha zásadně ovlivňuje přepočet měřené výchylky na napětí v listu a tedy celkovou přesnost měření. Bude ukázáno, že špatná volba polohy snímače může vést k naprostému selhání měření celého měření. Na konci této práce bude uvedeno měření na dvou reálných turbínách. Bude ukázáno využití kalibrace Blade Tip-Timingu a dalších podpůrných měření k identifikaci flutteru na turbíně 1000 MW a optimalizaci procesu najíždění elektrárny 135 MW z pohledu vibrací lopatek.ObhájenoBlade Tip-Timing measurement becomes more and more valuable because power generation market is changing to the peak-load market. Today steam turbines have to full-fill high efficiency and reliability demand as well as increasing of number of cycles or operating in wide operational range, which includes windage or low load operation. The higher level of blade vibration is more common for windage and other non-nominal regimes. Blade Tip-Timing measurement offers solution for long term monitoring and safety operation. The new last stage steam turbine blades have been developed with state of the art design features. The last stage moving blades are designed with integral shroud which complicate the Blade Tip-Timing measurement. Unfortunately, the measurement of shrouded blades is much more complicated and the sensor to blade calibration has to be performed. The Blade Tip-Timing measurement and sensor calibration is described in the thesis. The detection of shroud edges and its angle seems to be important in terms of calibration between tip deflections to high air foil stress identification. The real results from 1000 MW steam turbine operation and the operational process optimization of 135 MW in wide operational range will be presented

Static and dynamic analysis of 1 220 mm steel last stage blade for steam turbine

The 3 000 rpm 1 220 mm blade for a steam turbine was developed with application of new design features. The last stage moving blade is designed with an integral cover, a mid-span tie-boss connection and a fir-tree dovetail. With this configuration the blades are continuously coupled by the blade untwist due to the centrifugal force when the blades rotate at high speed, so that vibration control and increased structural damping are provided. Blade was tuned in order to eigen-frequencies were safely far from possible excitation. Because of connection members, the number of the resonant vibration modes can be reduced by virtue of the vibration characteristics of the circumferentially continuous blades. The last stage airfoil was optimalized from view of minimalization of its centrifugal force. In order to develop the 3 000 rpm 1 220 mm blade, the advanced analysis methods to predict dynamics behavior of the bladed structure were applied. Coupled rotor-blade analysis was also aim of the attention. To validate calculated results the verification measurement such as rotational vibration tests was carried out in the high-speed test rig. Relation of the friction damping of the bladed structure on amount of excitation level was also monitored and evaluated

Modelling of Distant Survey

10110

Localization of impacts in machinery with the use of wavelet transform

Článek popisuje experimentální metodu, pomocí které lze lokalizovat rázy v obecné konstrukci. Měření vibrací v několika měřících bodech umožňuje stanovit čas, kdy rázová vlna dorazí od místa buzení ke snímači. Rychlosti rázových vln směřujících k jednotlivým snímačům se zdánlivě liší, protože obecná geometrie konstrukce ovlivňuje cestu rázové vlny mezi bodem rázu a měřícím bodem. Ráz tedy není možné přesně lokalizovat pouhou triangulací a úloha se řeší pomocí optimalizace. Přesnost optimalizace závisí na počátečních podmínkách a optimalizačních parametrech, proto je také studován a analyzován jejich vliv.This paper describes an experimental method that can be used to find the location of an impact point in a general three-dimensional structure. Measuring vibrations at several measurement points allows determining when the shock wave arrives from the excitation/impact point to the sensor. The velocities of the shock waves travelling to the sensors are seemingly different because the general geometry of the structure affects the path of the shock wave between the impact point and each sensor. For this reason, the impact point cannot be accurately localized by triangulation methods, and the problem is solved by constrained optimization. The accuracy of this method depends on initial conditions and optimization parameters, so their influence is also studied and analyzed

Impact point localization in three-dimensional structures using wavelet transform

Impact-induced anomalies such as travelling waves can be found in many devices or structures. This article provides an experimental method to localize a point of impact in three-dimensional structures using an array of redundant sensors. Concurrent measurement of vibration waveforms in moving measurement points and stationary reference allows determining the times of arrival of the travelling wave and, more importantly, times of arrival relative to the reference. These relative times of arrival allow for employing more measurement points than channels in the data acquisition system. This work proposes a modified method to estimate the times of arrival by combining continuous wavelet transform with optimal interval partitioning. The work also considers that the path between the impact and the measurement point depends on the properties of the structure, causing apparent wave speeds to differ across the measurement points. Therefore, regular triangulation and multilateration methods, which assume equal wave speeds, offer a reduced accuracy. The localization is solved as a constraint optimization problem considering variable apparent speeds