ROTEC · Messtechnik-Anwendungen

Drehschwingungsanalyse an Turbinen

Schwingwinkel, Winkelgeschwindigkeit und dynamische Torsion im Hochlauf, beim Austrudeln und im Dauerbetrieb untersuchen.

Messaufgabe und Ziel

Probleme: Mechanische Schäden der Anlage, Wellenbruch der Turbine und Identifikation von Resonanzbereichen.

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

Die Applikation der Messtechnik wie auch Messungen vor Ort, Analyse und Bewertung können komplett von ROTEC ENGINEERING bereitgestellt und durchgeführt werden.

Frequenzspektren/Spektrogramm

Serien hochaufgelöster Frequenzspektren und Spektrogramme unterstützen die Untersuchung des dynamischen Verhaltens. Die erreichbare Frequenzauflösung hängt von Messdauer und Auswertung ab.

Einzelne Drehzahlmessstellen: Schwingwinkel und Winkelbeschleunigung.
Differenz zwischen zwei Drehzahlmessstellen: Verdrehwinkel und dynamische Torsion.
Untersuchung kleiner Schwingwinkel mit der ROTEC-Drehzahlmesskarte; erreichbare Auflösung abhängig von Messkette und Betriebsbedingungen.
Identifikation von Resonanzbereichen beim Hochlauf und Austrudeln.

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Drehschwingungsanalyse an Turbinen

Turbinen zur Energieerzeugung können sowohl als Gas- als auch als Dampfturbinen ausgeführt sein. Die technische Entwicklung bewegt sich zunehmend in Richtung größerer und effizienterer rotierender Maschinen. Durch ihre enorme Masse und Drehzahl besitzen Turbinen im Betrieb eine sehr hohe kinetische Energie.

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Drehzahl- und Torsionsmessung

Die Drehzahlmessung an Turbinen erfolgt üblicherweise mit magnetoresistiven Sensoren an Zahnrädern. Dabei werden Messgrößen wie der Schwingwinkel und die Winkelgeschwindigkeit erfasst.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den Verdrehwinkel zwischen Beginn und Ende des Rotors im Betrieb zu messen, um die dynamische Torsion zu analysieren.

Langzeitmessungen liefern wertvolle Erkenntnisse über die Dauerlauffähigkeit der Turbine unter unterschiedlichen Lastzuständen, die sich aus der Belastung durch das Energienetz ergeben.

Kritische Drehschwingungen und Betriebsrisiken

Sowohl beim geplanten Hoch- und Runterlauf der Turbinen im Rahmen von Wartungsarbeiten („Outage Season“) als auch während des Dauerbetriebs können kritische Drehschwingungen auftreten. Diese Schwingungen können zu: • mechanischen Beschädigungen • bis hin zum Wellenbruch führen und sollten daher unbedingt vermieden werden.

Vor allem Netzfrequenzschwankungen im Dauerbetrieb können Drehschwingungen an der Turbine begünstigen.

Eine Drehschwingungsanalyse ermöglicht es, kritische Betriebspunkte zu untersuchen, als Grundlage für die Bewertung geeigneter Betriebsbedingungen. Ziel ist es, eine Überlagerung von Drehschwingungen durch: • Frequenzschwankungen des Netzes • Rückkopplungseffekte • Eigenfrequenz des Systems zu verhindern.

Fragen und Antworten

Wie sieht die ROTEC-Lösung zur Rotationsanalyse aus und was bedeutet RAS?

Das ROTEC Rotations Analyse System (RAS) wird seit mehr als 30 Jahren von Anwendern aus dem Maschinenbau, der Automobilindustrie, der Energieerzeugung und dem Motorsport zur umfassenden Analyse von rotierenden Bauteilen verwendet.

Mit seinem einzigartigen Messverfahren mittels einer hochauflösenden Zählerkarte und einem streng winkelbasierten Ansatz zur Drehzahlerfassung und Analyse bietet das RAS-System den Anwendern einen winkelbezogenen Analyseansatz.

ROTEC bietet nicht nur optische und magnetische Drehzahlsensoren inklusive Signal Conditioning Adaptern, sondern auch das modulare Messsystem RASdelta sowie eine spezialisierte und benutzerfreundliche Software zur Messung und Auswertung. Dies ermöglicht eine Komplettlösung aus einer Hand. Die ROTEC Messtechnikprodukte sind aufeinander abgestimmt und liefern aussagekräftige Ergebnisse nach dem unkomplizierten Aufbau der Messkette.

Dank des winkelbasierten Ansatzes bei der Drehzahlerfassung können Probleme wie Sensorschwingungen bereits bei der Auswertung erkannt und gezielt untersucht werden. Dadurch lassen sich Messfehler besser einordnen.

Unser Expertenteam ROTEC ENGINEERING, bestehend aus langjährigen Anwendern, steht Ihnen gerne bei anspruchsvollen Aufgabenstellungen zur Seite.

Gibt es Möglichkeiten zur kundenspezifische Anpassungen der Messsysteme und der Software?

Das ROTEC RASdelta Frontend ist ein vielseitiges modulares Messsystem, das individuell mit 8 oder 16 Messkarten konfiguriert werden kann, um Ihren spezifischen Messanforderungen gerecht zu werden.

Unsere RAS Software bietet Ihnen einen umfangreichen Baukasten zur Analyse von rotierenden Bauteilen und komplexen Systemen. Sie ist ein effektives Werkzeug für Maschinenbauer und erfordert keine Programmierkenntnisse, um Messungen durchzuführen oder Auswertungen vorzunehmen.

Wenn Sie spezielle messtechnische Fragen haben, unterstützen wir Sie gerne mit unserem erfahrenen Consulting Team ROTEC ENGINEERING.

Bietet ROTEC neben den Messsystemen weitere Dienstleistungen an, z. B. individuelles Consulting oder Projektunterstützung?

ROTEC bietet nicht nur Drehzahlsensoren, Signal-Conditioning, Messsysteme (DAQ) und Mess- und Auswertungssoftware an, sondern auch Engineering- und Consulting-Dienstleistungen.

Unsere Dienstleistungen umfassen unter anderem die Konstruktion von Messstellen im CAD, die mechanische Bearbeitung von Bauteilen, die Applikation und Kalibrierung von Sensoren, die Durchführung von Messaufgaben und die Auswertung der Messungen gemäß den Anforderungen unserer Kunden, einschließlich der Präsentation der Ergebnisse. Im Rahmen der Projektunterstützung können auch Teilprojekte durch das ROTEC ENGINEERING Team umgesetzt werden.

Gibt es Schulungen oder technischen Support für die Inbetriebnahme und Integration der Messsysteme?

Neben unserer jährlichen ROTEC Training Week, die sowohl in deutscher als auch in englischer Sprache stattfindet, bieten wir auch maßgeschneiderte Schulungen für Anwender an. Diese Schulungen werden speziell auf Ihren individuellen Anwendungsfall des ROTEC Messsystems zugeschnitten und beinhalten neben den theoretischen Grundlagen und einer detaillierten Vorstellung der Software auch praktische Demo-Messungen in Ihrer Umgebung. Dadurch stellen wir sicher, dass die zukünftigen Anwender bestens auf Ihren spezifischen Anwendungsfall vorbereitet sind.

Des Weiteren unterstützen wir Sie gerne bei der Inbetriebnahme neuer Messsysteme, um Ihnen schnellstmöglich einen vertrauten Umgang mit den Einstellungen und Möglichkeiten der RAS Software zu ermöglichen.

Wie wird der Support sichergestellt und gibt es Möglichkeiten zur Selbsthilfe?

Neben unserem Vertriebs- und Supportteam in München, das den Mitteleuropäischen Markt direkt von hier aus betreut, kooperiert ROTEC auch mit lokalen Partnern in vielen globalen Märkten. Diese Partner unterstützen die Anwender vor Ort bei sämtlichen Anliegen bezüglich ROTEC Messtechnik, First-Level Support und Vertriebsanfragen mit geschultem Personal.

Unsere Kunden weltweit schätzen die Nähe unserer Vertriebs- und Supportteams, da wir so auch bei kurzfristigen Fragen eine effektive Unterstützung gewährleisten können.

Neben dem persönlichen Kontakt bietet ROTEC außerdem eine umfangreiche Wissensdatenbank zur Selbsthilfe an. Registrieren Sie sich gerne für unsere Wissensdatenbank, um detaillierte Informationen unter anderem zur Messung und Auswertung von Drehschwingungen, Übertragungsfehlern und Ventilsystemen zu erhalten.

Ihre Messaufgabe mit ROTEC besprechen

ROTEC ENGINEERING unterstützt bei der Auswahl der Messtechnik, der Applikation, der Messung und der Auswertung – passend zur Aufgabenstellung.