JP2013079850A - 回転機械の部品摩耗検出方法、及び回転機械の部品摩耗検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転機械の部品摩耗検出方法であって、前記回転機械の動作音を収集して動作音データとして記録し、記録した前記動作音データを、当該動作音データの周波数特性データに変換し、前記周波数特性データから回転機械の回転周期に対応する周波数である基本周波数の倍数に当たる周波数成分であって、前記動作音中に含まれる、前記回転機械の前記部品の摩耗発生に関連して異音が発生する周波数である特徴周波数成分を経時的に抽出し、前記抽出した特徴周波数成分のデータと、最初に抽出した特徴周波数成分のデータとを、両者に含まれる前記特徴周波数の基本周波数と前記特徴周波数の最高周波数との間に存在する周波数成分について比較する。
【選択図】図6
Description
ガスタービン翼は高温・高圧ガスにさらされるため、タービン翼が摩耗しやすい問題点がある。タービン翼の摩耗の有無を判断する方法としては、例えばガスタービン装置の軸振動、排気ガス温度、発電効率、ホイールスペース(タービン翼を支持するディスク間等のスペース)温度差、又は動作時に発生する音響を監視し、測定する方法などがある。また、タービン翼単体の損傷を計測する技術としては、例えば特許文献1があり、タービン翼に発生するき裂の深さを、超音波を利用して測定する技術が開示されている。
本発明の一実施形態に係る回転機械の部品摩耗検出方法を用いた摩耗検出系統の一例を、図1に模式的に示している。図1の例は、コンバインドサイクル発電所に設置されるガスタービン装置に設けられているタービン翼の摩耗検出を行う場合の系統例である。
次に、本実施形態により実現される、タービン翼16の摩耗検出処理の概要について説明する。図2A、図2Bに、ガスタービン装置10のタービンアセンブリ12の一例を模式的に示している。図2Aはタービンアセンブリ12の半径方向から見た側面図を、図2Bはタービンアセンブリ12の軸方向から見た正面図を、それぞれ模式的に示している。
次に、摩耗検出装置100の構成について説明する。図5に、本実施形態における摩耗検出装置100の構成例を示している。
次に、以上の構成によって実現される摩耗検出装置100の処理について説明する。図9に、摩耗検出装置100によって実行される摩耗検出処理フローの一例を示している。なお、図9において、各処理ステップに付した符号の「S」の文字は、「Step」を表している。この摩耗検出処理フローの開始契機は、摩耗検出装置100の入力装置104から手動で与えることができる。あるいは、摩耗検出装置100のOS120から時間情報を得て、所定の時刻に、又は所定の時間間隔で摩耗検出処理フロー開始の契機を与える機能ブロックを設けておいてもよい。
14 回転軸 16(16A〜16C) タービン
17 ディスク部 18 ハブ TB タービン翼 W 摩耗
20 発電機 30 集音装置 40 通信回線
100 摩耗検出装置 101 中央処理装置
102 主記憶装置 103 補助記憶装置
104 入力装置 105 出力装置 106 通信インターフェイス
110 データI/O部 120 OS 130 音響処理部
140 音響データ記憶部 150 抽出結果判別テーブル
1310 フーリエ変換部
1320 変換後データ合成部 1330 周波数成分抽出部
1340 抽出結果判別部
Claims (7)
- 回転機械の部品摩耗検出方法であって、
前記回転機械の動作音を収集して動作音データとして記録し、
記録した前記動作音データを、当該動作音データの周波数特性データに変換し、
前記周波数特性データから回転機械の回転周期に対応する周波数である基本周波数の所定倍までの各倍数に当たる周波数成分である特徴周波数成分を経時的に抽出し、
前記抽出した特徴周波数成分のデータと、最初に抽出した特徴周波数成分のデータとを、両者に含まれる前記特徴周波数の基本周波数と前記特徴周波数の最高周波数との間に存在する各特徴周波数成分について比較する、
ことを特徴とする回転機械の部品摩耗検出方法。 - 前記抽出した特徴周波数成分のデータと、最初に抽出した特徴周波数成分のデータとを、前記基本周波数と前記特徴周波数の最高周波数との間に存在する各特徴周波数成分について比較した結果、両者の間に所定以上の差異が存在すると判定した場合、前記回転機械の部品に摩耗が生じている旨の情報を出力する、請求項1に記載の回転機械の部品摩耗検出方法。
- 前記抽出した特徴周波数成分のデータと、最初に抽出した特徴周波数成分のデータとを、両者の差異が判別できるようにグラフィック表示する、請求項1に記載の回転機械の部品摩耗検出方法。
- 前記動作音データは、フーリエ変換処理によって前記周波数特性データに変換され、複数の当該周波数特性データを重ね合わせることにより、当該周波数特性データに含まれるノイズを低減させる、請求項1に記載の回転機械の部品摩耗検出方法。
- 前記回転機械がガスタービン装置であり、前記部品が前記ガスタービン装置のタービン翼である、請求項1に記載の回転機械の部品摩耗検出方法。
- 前記抽出した特徴周波数成分のデータと、最初に抽出した特徴周波数成分のデータとの間に、所定以上の差異が存在するか判定する処理が、サポートベクターマシンによって実行される、請求項2に記載の回転機械の部品摩耗検出方法。
- 回転機械の部品摩耗検出装置であって、
前記回転機械の動作音を収集して動作音データとして記録する音響データ記憶部と、
記録した前記動作音データを、当該動作音データの周波数特性データに変換する動作音データ変換部と、
前記周波数特性データから回転機械の回転周期に対応する周波数である基本周波数の所定倍までの各倍数に当たる周波数成分である特徴周波数成分を経時的に複数回抽出する周波数成分抽出部と、
前記抽出した特徴周波数成分のデータと、最初に抽出した特徴周波数成分のデータとを、両者に含まれる前記特徴周波数の基本周波数と前記特徴周波数の最高周波数との間に存在する各特徴周波数成分について比較し、比較した結果、両者の間に所定以上の差異が存在すると判定した場合、前記回転機械の部品に摩耗が生じている旨の情報を出力する抽出結果判別部と、
を有することを特徴とする回転機械の部品摩耗検出装置。
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