JPH01199126A - 回転機械の診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野］ 本発明は、公共性の高いＬＮＧプラント、火力発電所、
その他の設備に設置されるポンプ、送風機等の回転機械
の診断装置に関するものである。

［従来の技術］ ＬＮＧプラント等の大型プラント又は設備の中に占める
回転機械の比率は非常に高く、その役割も重要である。

これら回転機械に異常又は故障が生じた場合、経済的損
失を生じることは当然のことながら、事故が拡大すると
大きな社会的問題に発展する。

例えば、ＬＮＧプラントは都市ガス、発電設備等の供給
源として使用されているため、タンクからＬＮＧを圧送
するＬＮＧポンプが故障するとユーザー側に大きな損失
を与えると共に一般需要者にも被害を及ぼすことになる
。そこで、斯かる問題を解決するために、ポンプケーシ
ングの代表的な部分に振動センサーを取付けて一定時間
間隔で振動計測を行い、計測した振動データについてフ
ーリエ解析を行って周波数軸上のデータに移し、処理し
て診断指標を求め、診断指標からポンプの異常診断や劣
化の予知を行っている。

ＬＮＧポンプの異常診断や劣化の予知を行う場合の従来
の装置は第４図に示され、図中１は加速度検出器或いは
変位検出器等の振動センサ−１２は振動センサーｌで得
られたデータを基に所定の演算制御を行う演算制御装置
、３は演算制御装置２に内蔵され求められ診断指標がら
異常の有無を診断する異常診断部、４は診断結果をタイ
プアウト又はＣＲＴに画像表示する診断表示部、５は同
じく警報表示部、６は警報装置である。

上述の振動センサー■が取付けられるＬＮＧポンプは第
５図に示され、図中７はケーシング、８はケーシング７
に上下軸受９，９°及びブツシュ１０．１０°を介して
回転自在に支持された垂直軸、１１は垂直軸８及びイン
ペラー１２を駆動する駆動装置、１３は吸入用のインデ
ューサ、１４はＬＮＧであり、振動センサーｌはケーシ
ング７外周の下部軸受９°に近い位置に取付けられてい
る。

ＬＮＧポンプの運転中に振動センサーｌにより加速度或
いは変位として、振動を検出し、このデータの周波数分
析を行い、第６図に示すように振動スペクトル分布を求
める。

一般にポンプ等の回転機械の振動は、軸系（垂直軸８及
びインペラー１２）、軸受系（軸受９．９’）　、内部
流体系（ＬＮＧ８　）が起振源になって発生しており、
軸系、軸受系、内部流体系が発生する周波数は主として
ＯＨ２〜５００Ｈ２。

５００Ｈ２−１０ＫＨ２、ｌ０ＫＨ２〜２０ＫＨ２（７
）周波数帯域に分布する。そこで、第６図に示す振動ス
ペクトル分布を上述の周波数帯域に区分して軸系による
周波数帯域Ａ１軸受系による周波数帯域Ｂ１内部流体系
による周波数帯域Ｃに分け、計測したある時点の各周波
数帯域Ａ、Ｂ、Ｃによる振動レベルの平均値ｓ、ｂ、ｃ
を求め、この振動レベルを第７図（イ）（ロ）Ｑ＼）に
示すように、時系列に診断指標として表示する。第７図
（イ）は軸系、第７図（ロ）は軸受系、第７図Ｑ＼）は
内部流体系の診断指標を示している。

而して、第７図（イ）（０）（／＼）の診断指標は、軸
系、軸受系、内部流体系の劣化の状態を経時的に示すか
ら、ＬＮＧポンプの正常運転時に計測したデータを基と
して、注意の診断レベルＬｃ異常の診断レベルＬｏを定
めておき、ＬＮＧポンプの実際の運転において、上述の
手順で求められた診断指標と注意の診断レベルＬｃ　ｓ
異常の診断レベルＬｏと比較してＬＮＧポンプに異常が
発生したか否かを診断する。各診断指標の算出、診断は
演算制御装置２て行われ、その結果は診断表示部４に表
示され、異常のある場合は警報表示部５に表示されると
共に警報装置６が働く。

［発明が解決しようとする課題］ ＬＮＧポンプはタンクに蓄えられたＬＮＧ（−１８５℃
）中で作動し、ＬＮＧ自身が潤滑剤となっているため、
軸受９．９°、ブツシュ１０．１０゜の潤滑状態は必ず
しも良くなく、損傷する場合がある。この場合、軸受９
．９°の異常は上述のように振動として現れ、ブツシュ
１０．１０°の異常は摩耗量として現れる。

而して、上述の従来手段では、軸受９．９°の異常は診
断できるが、ブツシュ１０．１０°の診断はできない。

ところがインデューサ１３外径とケーシング７の流体吸
入部のすまきＸは微少であるため、ブツシュ１０°が摩
耗すると、軸受９，９°が正常であってもインデューサ
１３かケーシング７の流体吸入部内周にぶつかり、トラ
ブルの原因となるので、ブツシュ１０．１０°の摩耗状
況の判断も行えるようにすることが望ましい。

本発明は上述の実情に鑑み、ブツシュ１０．１０゜の診
断をも行えるようにすることを目的としてなしたもので
ある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、回転体の振動を検出する振動センサーと、回
転体の軸部ブツシュの摩耗を検出する摩耗センサーと、
前記振動センサーで得たデータを分析して軸系、軸受系
、内部流体系の診断指標を求めると共に前記摩耗センサ
ーで得たデータからブツシュの摩耗を推定し異常診断を
行う演算制御装置を設けた構成を備えている。

［作　　　用］ 振動センサーで検出したデータが分析、処理されて回転
体軸系、軸受系、内部流体系の診断指標か求められ、各
診断指標から回転体軸系、軸受系、内部流体系の診断が
行われ、摩耗センサーにより検出したデータによりブツ
シュの摩耗が推定されるため、設備の異常診断の精度が
良くなり、設備の信頼性が向上する。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する
。

第１図〜第３図は本発明の一実施例で、摩耗センサー１
５は、ＬＮＧポンプのケーシング７流体吸入部に設けた
ブツシュｌＯ゛の近傍に配設されている。摩耗センサー
１５としては自己損耗式のもの或いはロードセル式のも
のが使用される。

第１図及び第２図中第４図及び第５図に示す符号と同一
のものには同一の符号が付しである。

上述の装置における軸系、軸受系、内部流体系による異
常の診断は、従来装置の場合と全く同様、演算制御装置
２において、振動センサーｌで検出した振動のデータか
ら診断指標を用いて行われる。

一方、摩耗センサー１５では、ブツシュ１０°の摩耗量
は自己損耗式の場合は損耗量の増加、ロードセル式の場
合は荷重の増加として検出される。

垂直軸８の振動は軸受９°を基準とした軸振れとなって
現れるが、軸振れは一次、二次三次等のモードで振動し
、各段のブツシュｔｏ、１０°に対し、ある種の摩耗量
のパターンが形成される。

このため、予めＬＮＧポンプの定検前の運転により得て
おいたブツシュ１０．１０’の摩耗パターンを演算制御
装置２にメモリーしておき、診断に際しては摩耗センサ
ー１５により検出したデータからブツシュＩＯ，１０°
の摩耗量を推定し、診断が行われる。その結果は診断表
示部４に表示され、異常のある場合は、警報表示部５に
表示されると共に警報装置６が作動する。

ブツシュ１０．１０’の摩耗量のパターンが一次モード
の場合は、軸振れは第３図のグラフに示すようにブツシ
ュ１０°の部分でδ。と最も大きくなる。従って、ブツ
シュｌＯ°摩耗量を計測することにより他のブツシュの
摩耗量が分る。第３図の６１、δ２、δ３は上段の各ブ
ツシュ部分における軸振れである。

上述のように、軸系、軸受系、内部流体系の診断に加え
ブツシュの摩耗量を推定できるようにしたため、異常診
断の精度が向上して設備の信頼性がより一層向上する。

なお、本発明の実施例においては、軸系、軸受系、内部
流体系の診断指標を求める場合、振動スペクトルを所定
の周波数ごとに区切り、各周波数帯域の振動スペクトル
を平均するようにしているが、同日付提出の設備診断方
法のように、設定された回転体基本回転数によるスペク
トルパターン及びその整数倍成分に対し、て所定範囲の
ガウス分布を掛は合わせたものを所定範囲にわたり積分
し、その結果を平均化したものを診断指標とすることも
できること、診断指標は予め測定した正常な場合の診断
指標と今回の計測した診断指標の比或いは差を用いても
良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で
種々変更を加え得ること等は勿論である。

［発明の効果］ 本発明の回転機械の診断装置によれば、軸系、軸受系、
内部流体系による異常の外にブツシュ摩耗による異常を
も診断し得るので、診断の精度が良好となり、設備の信
頼性が向上するという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転機械の診断装置の一実施例の説明
図、第２図はＬＮＧポンプの摩耗センサー取付近傍の説
明図、第３図はＬＮＧポンプの軸振れの説明図、第４図
は従来の回転機械の診断装置の説明図、第５図はＬＮＧ
ポンプの説明図、第６図は周波数と振動スペクトルとの
関係を表わすグラフ、第７図（イバロ）Ｑ＼）は従来方
法における診断指標を時系列に表示したグラフである。 図中１は振動センサー、２は演算制御装置、１５は摩耗
センサーを示す。 第１図 イ １１＝悸　　　　社Ｖマ３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）回転体の振動を検出する振動センサーと、回転体の
   軸部ブッシュの摩耗を検出する摩耗センサーと、前記振
   動センサーで得たデータを分析して軸系、軸受系、内部
   流体系の診断指標を求めると共に前記摩耗センサーで得
   たデータからブッシュの摩耗を推定し異常診断を行う演
   算制御装置を設けたことを特徴とする回転機械の診断装
   置。