터빈(Turbine)-발란싱(Balancing)2
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스팀터빈으로 구동되는 일반적인 발전기(Generator)의 구성은 HP와 LP의 터빈로터와 Generator로 이루어져 있다. 물론 각 회전자(rotor)를 2개의 슬리브베어링이 지지하고 있고 그 베어링 마다 2개의 90도 각도로 엇갈린 변위센서가 축(shaft)의 직접적인 거동을 센싱하고 있다. 이 때 베어링에서 측정된 센서에서 매우 높은 진동이 측정되었다고 해보자. 그리고 발란싱(Balancing)을 수행하여 진동을 낮추어야 한다면 일반적인 방법과 순서는 어떻게 될까? 단면발란싱, 다면발란싱을 해야 하는가?
터빈의 발란싱(다면발란싱의 약점)
HP-LP-GE로 구성된 발전기 셋이라면 4개의 베어링이 있을 것이고 여기서 모두 높은 진동이 관찰되었고 하자. 우선, 다 평면의 train구조이므로 다면발란싱(multi-plane)기법이 적용되어야 논리적인 방법일 것으로 생각이 든다. 그리고 필드발란싱을 수행하며 trial weight data를 각평면(각베어링)에서 취득해야 할 것이다. 각 평면사이에 영향인자(influence coefficients)가 도출될 것이고 각 평면에 설치해야 할 발란싱 결과가 계산되어야 한다고 생각될 것이다. 그러나 이러한 다면 발란싱 방법은 스팀터빈을 위한 최적의 발란싱 작업이 될 수 없다. 그 이유는 다음과 같다.
-다면 발란싱문제를 수행하려면 전 평면의 합에 추가 1번의 시동(startup run)이 필요한데 위의 가정된 구조라면 총 5번의 시동을 해야 한다는 것이다 각 시동시에 수십~수백만원의 비용이 소비되므로 이 기술의 적용에 대한 비용은 작지 않다.
-터빈과 발전기의 매우 큰 사이즈와 무게 때문에 각 평면간의 영향은 아주 작다. 컴퓨터를 이용한 분석이 이러한 작은 값들을 계산할 수 있을지라도 진동에 대한 이들의 영향은 추가적인 시동을 해야 할 만큼 충분한 영향력을 갖고 있다고 할 수 없다. 즉, 다면발란싱에 의한 쓸데없는 계산으로 인해 시동을 더 해야 하는 것이 무의미하다는 것이다.
- 다양한 결과를 유발할 수 있는 열적부하, 열적상승에 대한 영향 때문에 그리고 터빈의 특성이 변동할 수 있기 때문에 터빈의 열적안정상태를 유지하려면 많은 시간 동안 기동상태에 있어야 한다. 열적변화의 벡터영향성은 근처평면의 imbalance의 영향보다 훨씬 클 수 있다. 이러한 열적벡터(thermal vector)는 다면발란싱을 계산하는 프로그램에 영향인자로 잘 못 입력될 가능성이 너무나도 크다.
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