بررسی و تشخیص پدیده OIL WHIRL وابسته به بار در توربوژنراتور ۵ مگاواتی با استفاده از تحلیل FFT وORBIT

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 1073-ISAV2025 (R1)
نویسندگان
1کارشناس CM شرکت بهره برداری و پشتیبانی فنی نفت و گاز مپنا
2مدیر واحد ارتعاشات شرکت بهره برداری و پشتیبانی فنی نفت و گاز مپنا
3کارشناس واحد سرویس شرکت بهره برداری و پشتیبانی فنی نفت و گاز مپنا
چکیده
پدیده ناپایداری فیلم روغن (Oil Whirl) یکی از ناپایداری‌های مهم در یاتاقان‌های ژورنال توربوماشین‌ها است که موجب افزایش قابل توجه ارتعاشات و خطر آسیب مکانیکی می‌شود. در این مطالعه، تحلیل جامعی از رفتار ارتعاشی یک توربوژنراتور 5 مگاواتی انجام شده است، که به دلیل نادر بودن وقوع Oil Whirl در یاتاقان‌های مشابه، یافته‌های آن حائز اهمیت است. اندازه‌گیری‌های ارتعاشاتی در شرایط کاری مختلف انجام و از طریق تحلیل طیف فرکانسی (FFT) و نمودارهای اربیت (Orbit Plot) استخراج و تحلیل شدند تا مشخصات فرکانسی و دینامیکی پدیده شناسایی گردد. نتایج نشان می‌دهد که ناپایداری فیلم روغن در محدوده‌ای خاص از سرعت دوران و بار عملیاتی ظاهر می‌شود و موجب تشدید دامنه ارتعاشات یاتاقان‌ها می‌گردد. تطابق دقیق حرکت روتور تحت عیب در نمودارهای اربیت با مدل‌های معتبر صحت روش‌های تحلیل استفاده شده را تایید می کند. این رویکرد تحلیلی می‌تواند به عنوان راهکاری مؤثر در سامانه‌های پایش وضعیت و تشخیص زودهنگام ناپایداری‌ها به‌کار گرفته شده و به بهره‌برداران و مهندسان حوزه ارتعاشات کمک نماید تا عیوب مشابه را در تجهیزات مشابه با دقت و سرعت بیشتری شناسایی کنند. بنابراین، استفاده از این روش‌ها قادر است نقش مهمی در بهبود قابلیت اطمینان و ارتقاء عملکرد توربوماشین‌ها ایفا نماید.
کلیدواژه ها
 
Title
"Investigation and Diagnosis of Load-Dependent Oil Whirl Phenomenon in a 5 Mw Turbo generator Using FFT and Orbit Analysis
Authors
Hadis Moomen, Mohammad hasan Kashiha, Reza Mohammadi
Abstract
The fluid film instability phenomenon (Oil Whirl) is a significant instability in journal bearings of turbomachinery, causing a considerable increase in vibrations and the risk of mechanical damage. This study presents a comprehensive analysis of the vibration behavior of a 5 MW turbogenerator, which is of particular importance due to the rarity of Oil Whirl occurrence in similar bearings. Vibration measurements were conducted under various operating conditions and analyzed using Fast Fourier Transform (FFT) spectral analysis and orbit plots to identify the frequency characteristics and dynamic features of the phenomenon. The results indicate that Oil Whirl occurs within specific ranges of rotational speed and load, leading to an ampli-fication of the bearing vibration amplitudes. The precise agreement between the rotor motion under fault conditions, as shown in the orbit plots, and well-established theoretical models validates the applied analysis methods. This analytical approach can serve as an effective tool in condition monitoring systems and early instability detection, assisting operators and vibra-tion engineers in accurately and rapidly identifying similar faults in comparable equipment. Therefore, employing these methods can play a crucial role in enhancing the reliability and performance of turbomachines.
Keywords
Oil Whirl, FFT, Orbit, Fluid Film Instability, Vibration Analysis