JP2001281111A - 軸受振動監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な操作によって回転機の軸受の振動の異常
を看過することなく警報を発し、運転員の負担を軽減す
ることのできる軸受振動監視装置を提供する。 【解決手段】回転機の軸受の振動を検出する検出器１ａ
〜１ｈから入力されるデータを処理するデータ処理手段
２ａの出力データと前記読出し手段２ｄにて読み出され
たデータとの偏差を演算する偏差演算手段２ｇと、運転
員が警報値を入力する第２の入力装置３ｃからの要求を
処理する第２の入力処理手段２ｉと、前記偏差演算手段
２ｇの演算結果を入力しこのデータを基に前記第２の入
力処理手段２ｉにて設定した警報値を設定する手動警報
値設定手段２ｈと、前記データ処理手段２ａにて入力さ
れたデータを絶対値の警報にて監視する固定警報値設定
手段２ｋと、データがこの固定警報値設定手段２ｋにて
設定された警報値を超過した場合または前記手動警報値
設定手段２ｈに設定された警報値を超過した場合に警報
出力装置４へ警報出力の要求をする警報出力処理手段２
ｊとを備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タービン発電機等
の回転機の軸受の振動を監視する軸受振動監視装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】回転機の一例としてタービン発電機をと
ると、タービン発電機の軸受の振動検出系は図10に示す
ようになっている。すなわち、高圧タービン，中圧ター
ビン，低圧タービン及び発電機が軸直結されているとす
ると、それらの回転軸を支承する軸受に振動検出器１ａ
〜１ｈが取り付けられている。

【０００３】振動検出器１ａ〜１ｈによって採取された
振動信号データは図12に示す軸受振動監視装置２に入力
して処理され、図11に示す表示画面によって運転監視し
ている。

【０００４】図12に示した軸受振動監視装置のデータ処
理手段２ａに入力された振動信号データは、タービンの
起動モードであるコールド起動，ウォーム起動，ホット
起動毎に記憶手段２ｂに記憶し保存される。記憶手段２
ｂから過去データを読み出すには、入力装置３ａにて必
要なデータを要求し、入力手段２ｃにて入力処理され、
読出し手段２ｄにて読み出され、データ処理手段２ａか
ら入力されたデータ（今回データ）と重ね合わせる重合
わせ手段２ｅにて加工され、出力処理手段２ｆにて出力
装置３ｂへ出力し、図11に示したような表示画面によっ
て振幅値を表示し軸受振動の傾向を監視している。

【０００５】図11は、重合わせ表示の表示例であり、図
中のａは過去データ，ｂは今回データを示す。図におい
て、監視範囲はタービン回転数０rpm〜定格回転数まで
である。軸受振動監視装置の記憶手段２ｂから読出し手
段２ｄにて読み出された過去データａは、監視範囲内で
表示される。タービンを起動するとタービン回転数が上
昇するとともに、今回データｂが表示画面上に実時間で
表示され、過去データａと比較しながら今回データｂの
傾向を監視している。

【０００６】警報は、固定警報値設定手段２ｋにて設定
される固定値により監視され（絶対値による監視）、警
報値を逸脱すると警報出力処理手段２ｊから警報出力装
置４へ警報が出力される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
軸受振動監視装置においては、入力装置３ａの台数，出
力装置３ｂの台数及び表示画面数の制約により、軸受振
動の傾向を監視する図11のＳＶグラフ（Speed-Vibratio
nグラフ）を全て（１ａ〜１ｈの計８枚）常時表示する
ことができない。そのため、表示していない軸受のＳＶ
グラフの振幅値が正常値と著しく異なり異常値を表示し
た場合にも警報が出力されず、運転員が気付かないとい
うことがある。

【０００８】また、ＳＶグラフを表示するには、ワンタ
ッチ操作で指示することができず、入力装置３ａにて必
要な情報を選別し要求しなければならないので、運転員
の負担となっている。

【０００９】そこで本発明は、簡単な操作によって回転
機の軸受の振動の異常を看過することなく警報を発し、
運転員の負担を軽減することのできる軸受振動監視装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
軸受振動監視装置は、回転機の軸受の振動を検出する検
出器から入力されるデータを処理するデータ処理手段
と、このデータ処理手段の出力データを記憶し保存する
記憶手段と、運転員の要求を入力する第１の入力装置か
らの要求を処理する第１の入力処理手段と、この第１の
入力処理手段からの要求で前記記憶手段からデータを読
み出す読出し手段と、前記データ処理手段の出力データ
と前記読出し手段にて読み出されたデータとを重ね合わ
せる重合わせ手段と、この重合わせ手段にて作成された
データを処理し出力装置に対して表示用出力をする出力
処理手段と、前記データ処理手段の出力データと前記読
出し手段にて読み出されたデータとの偏差を演算する偏
差演算手段と、運転員が警報値を入力する第２の入力装
置からの要求を処理する第２の入力処理手段と、前記偏
差演算手段の演算結果を入力しこのデータを基に前記第
２の入力処理手段にて設定した警報値を設定する手動警
報値設定手段と、前記データ処理手段にて入力されたデ
ータを絶対値の警報にて監視する固定警報値設定手段
と、データがこの固定警報値設定手段にて設定された警
報値を超過した場合または前記手動警報値設定手段に設
定された警報値を超過した場合に警報出力装置へ警報出
力の要求をする警報出力処理手段とを備えた構成とす
る。

【００１１】この請求項１の軸受振動監視装置によれ
ば、出力装置にＳＶグラフを表示していなくても手動に
より設定した警報値を逸脱した場合に警報を発すること
により、運転員に注意を促し回転機の運転を支援するこ
とができる。

【００１２】本発明の請求項２に係る軸受振動監視装置
は、前記請求項１の軸受振動監視装置において、読出し
手段によって記憶手段から読み出されたデータを平均し
自動的に警報値を演算する自動警報値演算手段と、偏差
演算手段の演算結果を入力しこのデータを基に前記自動
警報値演算手段にて計算された警報値を設定する自動警
報値設定手段と、この自動警報値設定手段と手動警報値
設定手段にて設定された警報値をそれぞれ設定する警報
切替手段と、運転員が前記自動警報値設定手段あるいは
前記手動警報値設定手段にて設定された警報値のどちら
を使用するかを選択する第２の入力装置からの要求を処
理する第２の入力処理手段とを備え、警報出力処理手段
は前記偏差演算手段にて演算された偏差値が前記警報切
替手段にて設定された警報値を超過した場合に警報出力
装置へ警報の出力を要求する構成とする。

【００１３】請求項２の軸受振動監視装置によれば、出
力装置にＳＶグラフを表示していなくても、振動値が自
動にて演算し設定した警報値を逸脱した場合に警報を発
することによって、運転員に注意を促し運転支援をする
ことができるとともに、自動あるいは手動により設定し
た警報値を入力装置にて切替えることができる。

【００１４】本発明の請求項３に係る軸受振動監視装置
は、請求項２の軸受振動監視装置において、プラント系
統図を自動表示するデータを設定している自動表示要因
データベースを備え、出力処理手段は出力装置の画面上
にプラント系統図を自動表示するための出力をする構成
とする。

【００１５】請求項３の軸受振動監視装置によれば、警
報が発生したとき、あるいは警報値に急速に近づいたと
きに、出力装置の画面に対象プラント系統画面を自動表
示する。そうすることによって運転員が必要とする情報
を選別する煩わしい操作を必要とせず、運転員の負担を
軽減することができる。

【００１６】本発明の請求項４に係る軸受振動監視装置
は、請求項３の軸受振動監視装置において、警報切替手
段に設定されている警報値を出力処理手段に設定する警
報値表示手段を備えた構成とする。

【００１７】請求項４の軸受振動監視装置によれば、Ｓ
Ｖグラフの前回値データに設定した警報値を表示し、状
態監視を可能とするので、運転員は運転状態を一目で理
解することができる。

【００１８】本発明の請求項５に係る軸受振動監視装置
は、請求項４の軸受振動監視装置において、読出し手段
によって記憶手段から読み出された過去データに演算処
理を施して最大値を演算する最大値演算手段を備え、出
力処理手段は出力装置の画面の振動値に関する表示をフ
リッカさせる構成とする。

【００１９】請求項５の軸受振動監視装置によれば、過
去データから演算処理を施した最大値になった時点で出
力装置上のバーチャートをフリッカさせ、運転員に注意
を促し運転支援をすることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態の軸受
振動監視装置を、図１を参照して説明する。すなわち、
本実施の形態の軸受振動監視装置２は、振動検出器１ａ
〜１ｈから入力される振動信号データをＡ／Ｄ変換等処
理するデータ処理手段２ａと、このデータ処理手段２ａ
の出力データをタービンの起動モードであるコールド起
動，ウォーム起動，ホット起動毎に記憶／保存する記憶
手段２ｂと、運転員の要求を入力する第１の入力装置３
ａからの要求を処理する第１の入力処理手段２ｃと、こ
の第１の入力処理手段２ｃからの要求で記憶手段２ｂか
らデータを読み出す読出し手段２ｄと、データ処理手段
２ａの出力データと読出し手段２ｄにて読み出されたデ
ータとを重ね合わせる重合わせ手段２ｅと、この重合わ
せ手段２ｅにて作成されたデータを処理し出力装置３ｂ
に表示させる出力処理手段２ｆとを備える。

【００２１】また前記データ処理手段２ａの出力データ
と読出し手段２ｄにて読み出されたデータとの偏差を演
算する偏差演算手段２ｇと、運転員が警報値を入力する
第２の入力装置３ｃからの要求を処理する第２の入力処
理手段２ｉと、偏差演算手段２ｇの演算結果を入力しこ
のデータを基に第２の入力処理手段２ｉにて設定した上
限警報値を設定する手動警報値設定手段２ｈと、手動警
報値設定手段２ｈに設定された警報値を超過した場合
に、警報出力装置４へ警報出力の要求をする警報出力処
理手段２ｊとを備えた構成とする。

【００２２】さらに前記データ処理手段２ａにて入力さ
れたデータを絶対値の警報にて監視する固定警報値設定
手段２ｋを備え、警報出力処理手段２ｊはまた、データ
がと固定警報値設定手段２ｋにて設定された警報値を超
過した場合に、警報出力装置４へ警報出力の要求をす
る。

【００２３】次に、通常時の動作を説明する。上記のよ
うな構成とした本実施の形態の軸受振動監視装置におい
ては、データ処理手段２ａにて入力された今回データ
と、読出し手段２ｄにて読み出した過去データとの偏差
を偏差演算手段２ｇにて演算し、その偏差が手動警報値
設定手段２ｈまたは固定警報値設定手段２ｋにて設定し
た警報値を逸脱した場合には警報を出力する。

【００２４】本実施の形態によれば、軸受振動の傾向監
視のみに使用されていたＳＶグラフの今回データと過去
データの偏差に手動にて警報値を設定し監視するので、
ＳＶグラフを表示していなくとも、警報値を逸脱した場
合には警報を出力することで運転員に注意を促し回転機
の運転支援をすることができる。

【００２５】次に本発明の第２の実施の形態の軸受振動
監視装置を、図２を参照して説明する。図１と同じ部分
は同じ符号をつけて説明を省略する。すなわち、本実施
の形態の軸受振動監視装置は、読出し手段２ｄによって
記憶手段２ｂから読み出されたデータを移動平均あるい
は少なくとも単純平均し、自動的に警報値を演算する自
動警報値演算手段２ｌと、偏差演算手段２ｇの演算結果
を入力しこのデータを基に自動警報値演算手段２ｌにて
計算された警報値を設定する自動警報値設定手段２ｎ
と、自動警報値設定手段２ｎと手動警報値設定手段２ｈ
にて設定された警報値をそれぞれ設定する警報切替手段
２ｍとを備える。

【００２６】また運転員が自動警報値設定手段２ｎある
いは手動警報値設定手段２ｈにて設定された警報値のど
ちらを使用するかを選択する第２の入力装置３ｃからの
要求を処理する第２の入力処理手段２ｉと、偏差演算手
段２ｇにて演算された偏差値が警報切替手段２ｍにて切
替え設定された警報値を超過した場合に警報出力装置４
へ警報の出力を要求する警報出力処理手段２ｊとを備え
た構成とする。

【００２７】このような構成の本実施の形態の軸受振動
監視装置の通常時の動作を次に説明する。図３は、自動
警報値設定手段２ｎへデータを保存するプロセスをフロ
ーチャートとして表したものである。すなわち、入力装
置３ａにて、タービン起動モードであるコールド起動，
ウォーム起動，ホット起動のいずれかのモードを設定す
ると、入力処理手段２ｃへ要求が通知され、読出し手段
２ｄにより記憶手段２ｂからそれぞれの起動モードの過
去データを読み出し、自動警報値演算手段２ｌにて移動
平均あるいは少なくとも単純平均し、上限の警報値を計
算し自動警報値設定手段２ｎへデータを保存する。

【００２８】自動警報値設定手段２ｎと手動警報値設定
手段２ｈにて設定された警報値は、警報切替手段２ｍに
設定され、入力装置３ｃから入力される自動／手動警報
切替要求にて警報値を切り替える。

【００２９】本実施の形態によれば、過去データから自
動的に警報値を計算し設定できるので、回転機の運転履
歴を反映した軸受振動監視を行うことができる。また、
自動あるいは手動にて設定した警報値の切替えも可能で
ある。

【００３０】次に本発明の第３の実施の形態の軸受振動
監視装置を、図４を参照して説明する。すなわち、前記
第１及び第２の実施の形態における構成の他に、プラン
ト系統図を自動表示するデータを設定している自動表示
要因データベース２ｏと備え、出力処理手段２ｆは出力
装置３ｂの画面へプラント系統図を自動表示するための
データ処理も行う。

【００３１】本実施の形態の軸受振動監視装置は、軸受
の振動が警報切替手段２ｍに設定されている警報値を超
過あるいは警報値に急速に近づいている場合に、出力装
置３ｂへプラント系統図を自動表示する機能を有する。

【００３２】すなわち、振動検出器（１ａ〜１ｈ）から
の入力が、前回起動時の上限警報値を超過した際、警報
切替手段２ｍから自動表示要因データベース２ｏへ自動
表示要求が通知され、出力処理手段２ｆから出力装置３
ｂへ画面表示要求が出力され、図６の上半に示すプラン
ト系統図が自動表示される。また同様に警報切替手段２
ｍにおいて今回データから少なくとも最小２乗法により
軸受振動の振幅の増加率を計算し、増加率が所定の値を
超過したときは警報切替手段２ｍから自動表示要因デー
タベース２ｏへ自動表示要求が通知され、プラント系統
図が自動表示される。

【００３３】図５に示すように、図６の画面において自
動表示モードｅが選択されている場合に、出力処理手段
２ｆから出力装置３ｂへ画面の自動表示が要求される
と、図６上半のプラント系統図を自動表示する。また、
図６の画面で自動表示モードｅが選択されていない場合
に出力処理手段２ｆから出力装置３ｂへ画面表示が要求
されると、図６の画面に自動表示モードｅをフリッカさ
せ運転員へ自動表示モードへ入れるよう注意を促す。

【００３４】本実施の形態においては、上記のような構
成により、警報が発生した場合あるいは振動が警報値に
急速に近づいた場合、出力装置の画面が自動表示モード
に入っていて対象プラント系統画面が表示されていない
時に対象プラント系統画面を自動表示する。また、自動
表示モードに入っていない場合は自動表示モードをフリ
ッカさせ運転員に注意を促し、入力装置のキーを押すこ
とでプラント系統画面を自動表示する。こうして運転員
が必要とする情報を選別する煩わしい操作を必要とせ
ず、運転員の負担を軽減することができる。

【００３５】次に本発明の第４の実施の形態の軸受振動
監視装置を、図８を参照して説明する。すなわち、警報
切替手段２ｍに設定されている警報値を出力処理手段２
ｆに設定する警報値表示手段２ｐを備えた構成である。

【００３６】この実施の形態の軸受振動監視装置は次の
ように動作する。すなわち、出力装置３ｂの上に振動検
出器１ａ〜１ｈ毎に図７に示すような上限警報値ｃ，今
回データｂ及び過去データａのＳＶグラフを表示する。
上限警報値ｃは警報切替手段２ｍに設定されている値で
ある。

【００３７】本実施の形態によれば、ＳＶグラフの前回
値データａと上限警報値ｃを今回データｂとともに表示
し振動の監視を行うので、運転員に回転機の運転状態が
一目で解るという効果がある。

【００３８】次に本発明の第５の実施の形態の軸受振動
監視装置を図９を参照して説明する。すなわち、読出し
手段２ｂにて読み出された過去データから演算処理を施
した最大値を演算する最大値演算手段２ｑと、出力装置
３ｂの画面の振動値をフリッカさせる出力処理手段２ｆ
とを備えた構成とする。

【００３９】本実施の形態は次のように動作する。すな
わち、図６のプラント系統画面の下に示すようなバーチ
ャートを、前回起動時の演算を施した最大値になった時
にフリッカさせることにより、今回データも短時間内に
最大値になる可能性が高いことを運転員に知らせ注意を
促す。最大値演算手段２ｑは、過去データの最大値付近
の少なくとも３点のデータから最大，最小値を除いたデ
ータにより最大値を演算する。

【００４０】本実施の形態によれば、上記の構成と動作
により、プラント系統画面のバーチャートをフリッカさ
せて運転員に注意を促し回転機の安全な運転を支援する
ことができる。

【００４１】以上のように本発明の諸実施の形態の軸受
振動監視装置によれば、過去データを基に自動あるいは
手動により警報値を設定し、前回値と著しく異なった場
合は警報を発することによって運転員に注意を促し運転
支援することができる。あるいは、今回データが過去デ
ータと著しく異なり警報が発生あるいは警報値に急速に
近づいた場合に、出力装置の画面にプラント系統図を自
動表示することによって運転員が必要とする情報を選別
する煩わしい操作を必要とせず、運転員の負担を軽減す
ることができる。あるいは、ＳＶグラフに前回値表示を
基に設定した警報値を表示し、運転員が運転状態の良否
を一目で判断することができる。あるいはまた、プラン
ト系統画面のバーチャートを過去起動データから演算を
施した最大値になった時にフリッカさせることによって
運転員に注意を促し、回転機の運転を支援することがで
きる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、簡単な操作によって回
転機の軸受の振動の異常を看過することなく警報を発
し、運転員の負担を軽減することのできる軸受振動監視
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の軸受振動監視装置
の構成を示す図。

【図２】本発明の第２の実施の形態の軸受振動監視装置
の構成を示す図。

【図３】本発明の第２の実施の形態の軸受振動監視装置
におけるデータ処理のフローを示す図。

【図４】本発明の第３の実施の形態の軸受振動監視装置
の構成を示す図。

【図５】本発明の第３の実施の形態の軸受振動監視装置
における表示のための処理のフローを示す図。

【図６】本発明の第３の実施の形態における画面表示の
プラント系統図及びバーチャートを示す図。

【図７】本発明の第４の実施の形態における画面表示の
ＳＶグラフを示す図。

【図８】本発明の第４の実施の形態の軸受振動監視装置
の構成を示す図。

【図９】本発明の第５の実施の形態の軸受振動監視装置
の構成を示す図。

【図１０】蒸気タービン発電プラントにおける軸受振動
検出点を示したプラント系統図。

【図１１】従来の軸受振動の画面表示のＳＶグラフを示
す図。

【図１２】従来の軸受振動監視装置の構成を示す図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ…振
動検出器、２…軸受振動監視装置、２ａ…データ処理手
段、２ｂ…記憶手段、２ｃ…入力処理手段、２ｄ…読出
し手段、２ｅ…重合わせ手段、２ｆ…出力処理手段、２
ｇ…偏差演算手段、２ｈ…手動警報値設定手段、２ｉ…
入力処理手段、２ｊ…警報出力処理手段、２ｋ…固定警
報値設定手段、２ｌ…自動警報値演算手段、２ｍ…警報
切替手段、２ｎ…自動警報値設定手段、２ｏ…自動表示
要因データベース、２ｐ…警報値表示手段、２ｑ…最大
値演算手段、３ａ…入力装置、３ｂ…出力装置、３ｃ…
入力装置、４…警報出力装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ１６Ｃ 19/52 Ｆ１６Ｃ 19/52 41/00 41/00 Ｇ０６Ｆ 3/00 ６５２ Ｇ０６Ｆ 3/00 ６５２Ｃ Ｆターム(参考） 2G024 AD23 BA27 CA13 FA14 2G064 AA17 AB02 AB22 BA02 CC54 CC62 DD06 DD15 3J011 AA11 EA05 3J101 FA21 GA26 5E501 AC02 AC32 BA16 FA14 FA32 FA44 FB28 FB44

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転機の軸受の振動を検出する検出器か
   ら入力されるデータを処理するデータ処理手段と、この
   データ処理手段の出力データを記憶し保存する記憶手段
   と、運転員の要求を入力する第１の入力装置からの要求
   を処理する第１の入力処理手段と、この第１の入力処理
   手段からの要求で前記記憶手段からデータを読み出す読
   出し手段と、前記データ処理手段の出力データと前記読
   出し手段にて読み出されたデータとを重ね合わせる重合
   わせ手段と、この重合わせ手段にて作成されたデータを
   処理し出力装置に対して表示用出力をする出力処理手段
   と、前記データ処理手段の出力データと前記読出し手段
   にて読み出されたデータとの偏差を演算する偏差演算手
   段と、運転員が警報値を入力する第２の入力装置からの
   要求を処理する第２の入力処理手段と、前記偏差演算手
   段の演算結果を入力しこのデータを基に前記第２の入力
   処理手段にて設定した警報値を設定する手動警報値設定
   手段と、前記データ処理手段にて入力されたデータを絶
   対値の警報にて監視する固定警報値設定手段と、データ
   がこの固定警報値設定手段にて設定された警報値を超過
   した場合または前記手動警報値設定手段に設定された警
   報値を超過した場合に警報出力装置へ警報出力の要求を
   する警報出力処理手段とを備えたことを特徴とする軸受
   振動監視装置。
2. 【請求項２】 読出し手段によって記憶手段から読み出
   されたデータを平均し自動的に警報値を演算する自動警
   報値演算手段と、偏差演算手段の演算結果を入力しこの
   データを基に前記自動警報値演算手段にて計算された警
   報値を設定する自動警報値設定手段と、この自動警報値
   設定手段と手動警報値設定手段にて設定された警報値を
   それぞれ設定する警報切替手段と、運転員が前記自動警
   報値設定手段あるいは前記手動警報値設定手段にて設定
   された警報値のどちらを使用するかを選択する第２の入
   力装置からの要求を処理する第２の入力処理手段とを備
   え、警報出力処理手段は前記偏差演算手段にて演算され
   た偏差値が前記警報切替手段にて設定された警報値を超
   過した場合に警報出力装置へ警報の出力を要求すること
   を特徴とする請求項１記載の軸受振動監視装置。
3. 【請求項３】 プラント系統図を自動表示するデータを
   設定している自動表示要因データベースを備え、出力処
   理手段は出力装置の画面上にプラント系統図を自動表示
   するための出力をすることを特徴とする請求項２記載の
   軸受振動監視装置。
4. 【請求項４】 警報切替手段に設定されている警報値を
   出力処理手段に設定する警報値表示手段を備えたことを
   特徴とする請求項３記載の軸受振動監視装置。
5. 【請求項５】 読出し手段によって記憶手段から読み出
   された過去データに演算処理を施して最大値を演算する
   最大値演算手段を備え、出力処理手段は出力装置の画面
   の振動値に関する表示をフリッカさせることを特徴とす
   る請求項４記載の軸受振動監視装置。