JPH0743278B2 - 回転機械の診断装置 - Google Patents
回転機械の診断装置Info
- Publication number
- JPH0743278B2 JPH0743278B2 JP2474488A JP2474488A JPH0743278B2 JP H0743278 B2 JPH0743278 B2 JP H0743278B2 JP 2474488 A JP2474488 A JP 2474488A JP 2474488 A JP2474488 A JP 2474488A JP H0743278 B2 JPH0743278 B2 JP H0743278B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wear
- vibration
- diagnostic
- sensor
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
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。
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。
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L
NG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。
として使用されているため、タンクからLNGを圧送するL
NG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ー、２は振動センサー１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た診断指標から
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。
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ー、２は振動センサー１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た診断指標から
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１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′及びブッシュ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１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。
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′及びブッシュ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１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１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。
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0HZ〜500H
Z、500HZ〜10KHZ、10KHZ〜20KHZの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Ａ、軸受系
による周波数帯域Ｂ、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）（ハ）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（ハ）は内部流体系の診断指標
を示している。
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0HZ〜500H
Z、500HZ〜10KHZ、10KHZ〜20KHZの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Ａ、軸受系
による周波数帯域Ｂ、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）（ハ）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（ハ）は内部流体系の診断指標
を示している。
而して、第７図（イ）（ロ）（ハ）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ＬＤ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、異
常の診断レベルＬＤ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で行われ、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。
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ＬＤ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、異
常の診断レベルＬＤ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で行われ、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（−165℃）中で作
動し、LNG自身が潤滑剤となっているため、軸受9,9′、
ブッシュ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、ブッシュ10,10′の異常は摩耗
量として現れる。
動し、LNG自身が潤滑剤となっているため、軸受9,9′、
ブッシュ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、ブッシュ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、ブッシュ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は微小であるため、ブッシュ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がケーシン
グ７の流体吸入内周にぶっかり、トラブルの原因となる
ので、ブッシュ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。
できるが、ブッシュ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は微小であるため、ブッシュ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がケーシン
グ７の流体吸入内周にぶっかり、トラブルの原因となる
ので、ブッシュ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、ブッシュ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。
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、該摩耗
の推定値及び前記診断指標をもとに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。
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、該摩耗
の推定値及び前記診断指標をもとに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を分析、処理して得られ
た回転体軸系、軸受系、内部流体系の診断指標及び摩耗
センサーにより検出したデータから推定したブッシュの
摩耗量から設備の異常診断が行われるため、異常診断の
精度が向上し、設備の信頼性が向上する。
た回転体軸系、軸受系、内部流体系の診断指標及び摩耗
センサーにより検出したデータから推定したブッシュの
摩耗量から設備の異常診断が行われるため、異常診断の
精度が向上し、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。
る。
第１図〜第３図は本発明の一実施例で、摩耗センサー15
は、LNGポンプのケーシング７流体吸入部に設けたブッ
シュ10′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てある。
は、LNGポンプのケーシング７流体吸入部に設けたブッ
シュ10′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てある。
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１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。
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１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、ブッシュ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。
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、各段のブッシュ10,10′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ッシュ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ッシ
ュ10,10′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。
現れるが、軸振れは一次、二次三次等のモードで振動
し、各段のブッシュ10,10′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ッシュ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ッシ
ュ10,10′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。
ブッシュ10,10′の摩耗量のパターンが一次モーの場合
は、軸振れは第３図のグラフに示すようにブッシュ10′
の部分でδ０と最も大きくなる。従って、ブッシュ10′
摩耗量を計測することにより他のブッシュの摩耗量が分
る。第３図のδ１、δ２、δ３は上段の各ブッシュ部分
における軸振れである。
は、軸振れは第３図のグラフに示すようにブッシュ10′
の部分でδ０と最も大きくなる。従って、ブッシュ10′
摩耗量を計測することにより他のブッシュの摩耗量が分
る。第３図のδ１、δ２、δ３は上段の各ブッシュ部分
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
ブッ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。
ブッ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
ウス分布を掛け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。
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
ウス分布を掛け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ッ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。
内部流体系による異常の外にブッ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。
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）（ロ）（ハ）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。
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）（ロ）（ハ）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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 進吾 東京都江東区豊洲３丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 野口 信久 東京都江東区豊洲３丁目２番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内
Claims (1)
- 【請求項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、該摩
耗の推定値及び前記診断指標をもとに異常診断を行う演
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2474488A JPH0743278B2 (ja) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | 回転機械の診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2474488A JPH0743278B2 (ja) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | 回転機械の診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01199126A JPH01199126A (ja) | 1989-08-10 |
| JPH0743278B2 true JPH0743278B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=12146653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2474488A Expired - Lifetime JPH0743278B2 (ja) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | 回転機械の診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743278B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010114737A3 (en) * | 2009-04-02 | 2011-02-24 | Honeywell International Inc. | System and method for determining health indicators for impellers |
| US8963733B2 (en) | 2012-02-13 | 2015-02-24 | Honeywell International Inc. | System and method for blind fault detection for rotating machinery |
| US9310790B2 (en) | 2011-05-23 | 2016-04-12 | Honeywell International Inc. | Large-scale comprehensive real-time monitoring framework for industrial facilities |
-
1988
- 1988-02-04 JP JP2474488A patent/JPH0743278B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010114737A3 (en) * | 2009-04-02 | 2011-02-24 | Honeywell International Inc. | System and method for determining health indicators for impellers |
| CN102449309A (zh) * | 2009-04-02 | 2012-05-09 | 霍尼韦尔国际公司 | 用于确定推进器的状况指示器的系统和方法 |
| US8620622B2 (en) | 2009-04-02 | 2013-12-31 | Honeywell International Inc. | System and method for determining health indicators for impellers |
| EP2414681B1 (en) | 2009-04-02 | 2019-05-08 | Honeywell International Inc. | System and method for determining health indicators for impellers |
| US9310790B2 (en) | 2011-05-23 | 2016-04-12 | Honeywell International Inc. | Large-scale comprehensive real-time monitoring framework for industrial facilities |
| US8963733B2 (en) | 2012-02-13 | 2015-02-24 | Honeywell International Inc. | System and method for blind fault detection for rotating machinery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01199126A (ja) | 1989-08-10 |
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