Elektrischer Generator
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Thermal power plants, large-scale thermal power machine, empty shop.

Überwachung von Energieerzeugern

Kompensation des Run-Out-Signals induktiver Drehmomentsensoren

Kritische Betriebszustände eines Turbosatzes können durch vielfältige strukturmechanische Effekte, wie z.B. Risse, Lagerschäden, Kupplungsschäden, Unwucht sowie durch Störungen bzw. Wechselwirkungen im elektrischen Netz verursacht werden und erfordern daher ein permanentes Schwingungsmonitoring.

In diesem Anwendungsgebiet haben wir in den vergangenen Jahren verschiedene Systeme zum Online-Monitoring von Torsionsschwingungen und zur Ermüdungsbewertung in Kraftwerksturbosätzen entwickelt. Neben der Analyse der Auswirkungen von Schwingungen ist aber auch die Erforschung der Ursache der Schwingungen von Relevanz.

Viele dieser Ursachen werden wie im Falle eines Wellenrisses von den bestehenden Monitoringsystemen jedoch erst sehr spät als Abweichung vom normalen Betriebszustand erkannt. Ursächlich hierfür sind die in den bestehenden Condition Monitoring-Systemen integrierten Verfahren zur Frequenzbereichsanalyse. So werden beispielsweise die die Rissatmung charakterisierenden Amplituden- und Frequenzvariationen innerhalb einer Wellenumdrehung durch die meistens genutzte schnelle Fourier-Transformation im Wesentlichen ausgemittelt.

 

Verfahren im Bereich der Signalanalyse

In den letzten Jahren wurden im Bereich der Signalanalyse Verfahren für nichtlineare und nichtstationäre Schwingungen entwickelt, mit denen die  Frequenzbereichsinformationen in jedem Messzeitpunkt berechnet werden. Mit diesen Methoden wird damit auch die Detektion z.B. der Wellenrissatmung insbesondere in den transienten Betriebszuständen möglich.

Die verbesserte zeitliche Berechnung des Frequenzspektrums reicht alleine für die Schadensdiagnose jedoch nicht aus, da ein eindeutiges Kriterium für viele Schwingungsphänomene nicht existiert. Es ist vielmehr ein Klassifikationsproblem für einen umfangreichen Merkmalsvektor zu lösen, das z.B. den Wellenriss von den anderen strukturmechanischen Effekten abgrenzt.

In diesem Umfeld haben wir z. B. für die Uniper Anlagenservice GmbH basierend auf einer konzeptionellen Analyse neuester Verfahren aus dem Bereich Signalanalyse und Wellenrissklassifikation ein prototypisches Softwaretool zur automatisierten Detektion von Wellenrissen entwickelt.