발전소 구조진동

[Kim byoungil]

Chapter 6 발전소 구조 진동 사례

n  유체여기진동 및 소음 (탈황 설비 진동/소음 및 Pipe & Duct 등의 진동)

제품명: 300MW용 탈황 설비

사양: 본 탈황 설비는 보일러 전기 집진기(EP)에서 나온 연소 가스를 GGH(Gas Gas Heater, Cooler)에서 열교환을 한 후, Absorber를 통하여 탈황된 가스가 다시 GGH(Reheater)에서 열을 얻은 후, Stack으로 빠져나가는 구조로 되어 있음. 주요 설비는 GGH, Absorber, Booster Up Fan, Gas Duct로 연결되어 있으며 주변기기로는 Recirculation Pump, Agitator, Oxidation Air Blower 등으로 이루어져 있음

원인: 유동에 의한 와류 주파수(Vortex Shedding Frequency)와 음향 주파수(Acoustic Frequency)에 의한 공진 가능성 즉, Sonic Vibration에 대한 검토가 이루어짐.

대책: Sonic Vibration의 원인을 제거하기 위하여 Anti-Vibration Baffles를 설치함.

-     보일러/HRSG 구조물의 각종 유체 여기 진동/소음

-     각종 열교환기(복수기, 증발기 등)류의 유체여기 진동

n  기계 구조물의 공진(여자기 Steady Bearing Support 과대 진동)

제품명: 500MW 발전기 여자제어 시스템의 Steady Bearing Casing 및 Support

사양: 500MW용 발전기 여자 제어 시스템, Exciter Steady Bearing (#9) and Casing, Bearing Support

원인: 현장 측정을 수행한 결과, Bearing Casing과 Support의 Horizontal 방향의 고유진동수62.9 Hz와 69.75 Hz를 가짐. 따라서, 운전 RPM에 따른 시스템의 과대 진동은 운전주파수(60 Hz)와 고유진동수가 아주 인접해 있음으로 발생되는 구조물 공진(Resonance)으로 판명됨.

대책: 구조물의 공진에 의한 과대 진동을 해결하기 위하여 강성 등의 보강 방안을 강구하고, 이를 FEM 해석을 통하여 예측함. 해석을 통한 강성 보강 방안을 적용하여, 시운전한 결과 진동치는 매우 양호한 것으로 나타남.

n  발전기 권선단부 Bump Test

제품명: 화력 500MW 발전기 고정자 권선단부

사양: 권선 단부는 총 42개의 권선을 1개의 링으로 지지하고 있으며 CE(Collector End)측과 TE(Turbine End)측으로 구성됨.

원인: 500MW용 발전기 고정자 권선단부의 전자기력에 의한 진동특성과 건전성을 평가

대책: 진동기준치를 초과하는 권선단부에 Blocking작업을 실시함.

n  구조 진동을 고려한 설계

-     발전기 고정자 코어 및 프레임, 권선단부 지지 구조,

-     터빈 Outer Casing(Hood), Blade, Bearing Casing 등

-     보일러 비압력부 Duct 등

n  진동 측정 단위 환산 방법

회전기계 관련 규격

ISO-3945: 10~200 rps 대형 회전 기계 진동

ISO-5343: 탄성 로터의 balancing