JPH04187802A

JPH04187802A - 軸受メタル温度監視装置

Info

Publication number: JPH04187802A
Application number: JP31438890A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Arii; 有井　達夫
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-11-21
Filing date: 1990-11-21
Publication date: 1992-07-06

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、例えば、火力発電所、原子力発電所等に用い
られるタービン等の軸受メタル温度を監視する軸受メタ
ル温度監視装置に関する。

（従来の技術）火力発電所、原子力発電所等に用いられる蒸気タービン
や発電機の軸受の温度監視は、タービンや発電機の保安
上欠かすことのできない監視項目の一つである。

このタービンや発電機の軸受温度監視としては、軸受メ
タル温度の監視とこの軸受に供給している潤滑油の温度
の監視とがある。いずれもこれらは温度上昇が生じると
、軸受に焼きつき等の異常が発生するためこの温度上昇
の変化を迅速に検出する必要がある。タービンや発電機
の運転においては、回転数の上昇に伴って軸受メタルと
その潤滑油温度とが共に上昇する。このため異常状態か
正常状態かの判断は軸受メタルと潤滑油の各々に一定の
基準値を設けてその判断を行っていた。

ところが、軸受メタル温度の方が潤滑油温度より回転数
に応じて敏感に応答し、かつ、直接軸受メタルの温度計
測ができる。従って、近年では軸受メタル温度監視が多
く採用される傾向にある。

第５図は上記した従来例を示す軸受メタル温度監視装置
のブロック構成図である。

一般に、温度検出器１　（ｎ）はダブルエレメントの熱
電対または測温抵抗体を用いており、タービンや発電機
の軸受メタルの数個所に適宜配置されている。この温度
検出器１　（ｎ）の一方のエレメントは記録計２に接続
されると共に、他方のエレメントは警報設定器３に接続
されている。

記録計２は温度検出器１　（ｎ）の検出値を記録する。

また、警報設定器３（ｎ）は、上記検出値と予め設定さ
れている第１および第２の設定値と比較して警報出力お
よび接点出力をする。即ち、上記検出値が第１の設定値
より大きいとき警報出力し、さらに、上記検出値が第２
の設定値より大きいとき上限接点出力および警報出力を
する。この警報出力ではオペレータに対して図示しない
音声などの手段で異常を知らせる。また、上限接点出力
では装置のトリップなどを行う。ここで、第１設定値と
第２設定値とは第１設定値く第２設定値の関係としてい
る。

上記構成で、タービンや発電機の運転時には、オペ１ノ
ータが警報設定器３　（ｎ）の警報出力や上限接点出力
に注意を払う。また、記録計２の記録の軌跡を観察して
、特に急激な温度変化が発生しているか否か監視するこ
ととなる。なお、図示破線は軸受メタル温度監視個所に
対応してｎ個の温度検出器ｌ　（１）〜１　（ｎ）とｎ
個の検出値の記録機能を備えた記録計２とｎ個の警報設
定器３（１）〜３（ｎ）を設けていることを示す。また
、警報設定器３（ｎ）の上記した第１設定値および第２
設定値は軸受メタルの監視個所によって同一とする場合
もある。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記した軸受メタル温度監視装置はター
ビンや発電機の定格回転時には軸受メタル温度の大きな
変化がなくあまり問題が生じないが、起動時には次の問
題が生じる。即ち、タービンや発電機の起動時は、回転
軸の回転数の増加に伴って軸受メタルの温度が急激に上
昇する。このような場合、上記した従来の軸受メタル温
度監視装置の記録計２による記録結果だけでは軸受メタ
ルの温度の上昇が正常状態か異常状態かの判定が容易で
なかった。つまり、オペレータがこの判定をするには、
過去の起動時の当該軸受メタルの正常な温度上昇につい
ての豊富な経験と迅速な対応が要求された。また、警報
設定器３（ｎ）の第１設定値および第２設定値の設定値
は起動時は高すぎる場合があり、起動時と定格回転時の
設定値を変更する必要もあった。

そこで、本発明は、豊富な経験のない運転員でも軸受メ
タル温度を監視して正常、異常を判定することができる
軸受メタル温度監視装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、予め各種運転条件下における正常運転時に記
憶手段が回転機械の軸受に配置された温度検出器の検出
値を経時的に記憶する。この記憶手段の記憶した経時的
温度パターンデータに基づいて警報設定手段が警報設定
値を設定する。判定手段は回転機械の運転時に警報設定
手段の警報設定値と温度検出器の検出値とを比較して警
報状態か否か判定する一方、この判定結果を出力するよ
うにした。

（作用）回転機械を運転するとき過去の正常運転時の経時温度デ
ータに基づいた警報設定値と温度検出器の検出温度とに
より警報状態か否か判定する。

従って、回転機械の軸受の温度異常を容易に、かつ的確
に判定し、これを出力できる。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、本発明の一実施例を示すタービンの軸受メタ
ル温度監視装置のブロック構成図である。

第５図と異なる点は、記録計２および警報設定器３（ｎ
）の代わりに、監視部４を設けて、この監視部４を記憶
部５（ｎ）と判定部６（ｎ）で構成した点である。また
、本実施例では図示しない軸受給油温度検出器から軸受
給油温度検出値を入力線７により上記判定部６　（ｎ）
に入力するようにしている。

ここで、記憶部５（ｎ）は、各軸受の起動、停止および
定格回転数の過程毎について過去の正常な軸受メタル温
度を経時的に読取り、これを正常時軸受メタル温度パタ
ーンとして記憶している。

この記憶部５（ｎ）の正常時軸受メタル温度パターンに
基づいて図示省略した警報設定部により警報設定値の設
定をする。判定部６　（ｎ）は温度検出器１　（ｎ）の
検出値と軸受給油温度検出値とを入力して、軸受メタル
温度を補正する。そして、この軸受メタル温度の値と警
報設定値とを比較して正常状態または異常状態を判定す
る。この判定部６（ｎ）の上記判定結果は警報出力およ
び上限接点出力される。なお、タービンの軸受は、通常
、４〜１２個くらいあるため軸受に対応して温度検出器
１　　（ｎ）は軸受の個数分または例えば、タービンが
大容量のときは軸受当たり２台の温度検出器１　（ｎ）
を設ける。判定部６（ｎ）についても温度検出器１　　
（ｎ）と対応した個数を設ける。

記憶部５（ｎ）については、後述するように温度検出器
１　　（ｎ）の個数に対応している場合もあるが、１台
のみでよい場合もある。

上記構成で、監視部４が第２図に示す処理手順により軸
受メタルの温度監視をする。

まず、正常時軸受メタル温度パターンを選定し、データ
を記憶部５（ｎ）に読み込む（１０１）。

この温度パターンはタービンの容量、さらに、起動前の
停止時間の長さやホット、コールド起動毎など各種条件
により異なる。このため、予め用意しであるパターンか
ら今回の運転条件に合わせて最適な温度パターンを選定
する。なお、この温度パターンは起動時の他、停止時に
も停止時用の正常な温度パターンを選定する。

次に、第１設定値〜第６設定値の温度警報用の設定値を
設定し、記憶部５（ｎ）に読み込む（１０２）。例えば
、起動時について説明すると、第３図に示す如く、横軸
が時間に対して縦軸が回転数および軸受メタル温度を表
示した図上で正常時軸受メタル温度パターンをＡ（し）
とすると、第１設定値を第１設定値＝Ａ（ｔ）＋αとし
て正常時軸受メタル温度パターンＡの上限側に設定する
。

第２設定値は第１設定値のさらに上限側に第２設定値＝
Ａ　（ｔ）＋βとして設定する。ここで、上記設定部α
とβの関係はα〈βとしている。

第３設定値と第４設定値は上記起動時と同様に、停止時
における正常時軸受メタル温度パターンに所定の二段階
の設定部を設け、第３設定値と第４設定値の設定をする
。ここで、第３設定値と第４設定値とは第３設定値く第
４設定値とする。

第５設定値と第６設定値は起動時および停止時以外定格
回転数の時の設定パターンで正常時軸受メタル温度パタ
ーンに所定の二段階の設定部を設け、第５設定値と第６
設定値の設定をする。ここで、第５設定値と第６設定値
とは第５設定値く第６設定値とする。次に、タービン停
止か否が判定してＮｏの場合（１０３）、温度検出器１
　（ｎ）からメタル温度ｒＭ（ｔ）を読み込む（１０４
）。

また、図示しない温度検出器から入力線７を介して軸受
給油温度Ｔｏ　（ｔ）を読み込む（１０５）。

これによって、次の式（１）でメタル温度の補正値Ｔ　
（ｔ）を求める。

Ｔ　　（ｔ）＝ＴＭ　（ｔ）−Ｔｏ　　（ｔ）　　・・
・　（１）これは、軸受給油温度Ｔｏによりメタル温度
が変わるためより正確な温度監視をするためである。

続いて、起動過程か否か判定をする（１０７）。

この判定で起動過程の場合、ＹＥＳとして式（２）の条
件が成立か否か判定をする（１０８）。

メタル温度Ｔ　（ｔ）　＞第】設定値Ａ　（ｔ）＋α・
・・（２）この条件が成立するときは、メタル温度が第１設定値よ
り高いから警報出力をする（１０９）。

さらに、式（３）の条件が成立が否−かの判定をする（
１１０）。

メタル温度Ｔ（ｔ）＞第２設定値Ａ　（ｔ）＋β・・・
（３）この場合、上記条件が成立するときは、ＹＥＳとして接
点出力をする（１１１）。ところで、ステップ１０７で
起動過程でない場合、Ｎｏとして、次のステップで停止
過程が否が判定をする（１１２）。ここで、停止過程の
ときＹＥＳとして起動時と同様に次の式（４）の判定を
する（１１３）。

このとき、ＹＥＳの場合は警報出力をする（１１４）。

メタル温度Ｔ　（ｔ）　＞第３設定値・・・（４）さら
に、次の式（５）の判定をして（１１５）、ＹＥＳの場
合は接点出力をする（１１６）。

メタル温度Ｔ　（ｔ）　＞第４設定値・・・（５）一方
、起動および停止過程でもないとき、即ち、定格回転数
のときではステップ１１２でＮｏと判定されたとき、次
の式（６）の判定をして（１１７）　、ＹＥＳのときは
警報出力をする（１１８）。

メタル温度Ｔ（ｔ）〉第５設定値・・・（６）そして、
上記でＹＥＳの場合法の式（７）の判定をしく１１９）
　、この判定でＹＥＳのとき接点出力をする（１２０）
。

メタル温度Ｔ　（ｔ）　＞第６設定値・・・（７）以上
説明した処理を繰り返し、タービンが停止したとき、ス
テップ１０３でＹＥＳとして（１０３）処理が終了する
。なお、上記警報出力は、図示しない警報手段でオペレ
ータに知らせるものである。また、接点出力はそれ以上
にメタル温度が上昇したときに重大な事故の原因になる
おそれがあるとして装置全体をトリップ等させたり、中
央監視部等に知らせる接点出力である。

このように、起動、停止および定格回転数の時の過程に
区分してその各々で、正常時軸受メタル温度パターンに
基づいた２段階の設定値と比較することができる。従っ
て、従来のように定形的な設定でなく、経時的に刻々変
化する正常時の温度パターンに基づく設定値により温度
監視ができるから、正しい判定ができ安全な運転が確保
できる。

なお、本実施例は、タービンの軸受の温度監視について
説明したが、これに限らず、軸受を備えた回転体につい
て同様に実施でき、軸受の潤滑油の温度監視にも適用で
きる。また、本実施例の記憶部５（ｎ）は計算機を用い
ているため、その容量により軸受毎とすることも、−台
とすることもできる。さらに、第４図に示すように記録
計２を接続し、軸受温度を同時に連続記録させてもよい
。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば回転体の過去の正
常運転時の経時温度データに基づく警報設定値により軸
受メタル温度の監視をする。従って、オペレータの経験
の有無によらず正確な監視ができ、常に安全な運転をす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す軸受メタル温度監視装
置のブロック構成図、第２図は監視部の処理手順を示す
フローチャート、第３図は起動過程のメタル温度変化に
対する設定値を示す説明図、第４図は本発明の他の実施
例を示す軸受メタル温度監視装置のブロック構成図、第
５図は従来例を示す軸受メタル温度監視装置のブロック
構成図である。１　（１）〜ｌ　　（ｎ）・・・温度検出器、２・・・
記録計、４・・・監視部、５（１）〜５（ｎ）・・・記
憶部、６（１）〜６　（ｎ）・・・判定部。代理人　弁理士　　紋　１）　誠第１図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

回転機械の軸受に配置された温度検出器と、前記回転機
械の各種運転条件下における正常運転に前記検出器から
得られる温度検出値の経時的各種温度パターンデータを
夫々記憶している記憶手段と、前記回転機械運転時に前
記記憶手段よりそのときの運転条件に対応する温度パタ
ーンデータを取り出し、前記温度検出器から得られる温
度検出値と比較して警報状態か否か判定する判定手段と
、この判定手段の判定結果を出力する出力手段とを備え
たことを特徴とする回転機械の軸受メタル温度監視装置
。