Turbine in Schweden. Experten in München. Eine Herausforderung der Fernausrichtung mit RotAlign Live Trend gelöst.

Zusammenfassung

Ein deutscher Dampfturbinenhersteller plante, an einer 24-MW-Turbine in Schweden zwischen Generator und Getriebe eine Zahnkupplung durch eine deutlich schwerere, flexible Metallscheibenkupplung zu ersetzen. Bevor die Änderung genehmigt wurde, verlangte der Versicherer des Herstellers geprüfte Ausrichtungsspezifikationen, um zu bestätigen, ob die zusätzliche Masse die angestrebten Ausrichtungsspezifikationen zwischen Getriebe und Generator beeinflussen würde.

Mithilfe der Live-Trend-Funktion des RotAlign-Tools und der Fluke Cloud-Anbindung konnten Experten in München die realen Maschinenbewegungen durch cloudbasierte Messungen aus der Ferne überwachen. Dies lieferte sowohl dem Versicherer als auch dem Turbinenhersteller klare, validierte Daten, um sicher voranzukommen.

• Die Remote Live Trend-Überwachung erfasste echte thermische und positionelle Veränderungen, die durch die schwerere flexible Metallscheibenkupplung verursacht wurden.
• Die cloudbasierte Datenübertragung ermöglichte es den Münchner Experten, Ausrichtungsdaten zu analysieren und zu validieren, ohne vor Ort sein zu müssen.
• Die Messwerte ermöglichten die Festlegung neuer Ausrichtungsvorgaben und gaben damit sowohl dem Turbinenhersteller als auch dem Versicherer die Gewissheit, dass der Turbinenstrang auch mit der neuen Kupplung im Betrieb innerhalb der Ausrichtungstoleranzen bleiben würde.

Einführung

Ein deutscher Dampfturbinenhersteller plante eine mechanische Modernisierung einer in Schweden installierten 24-MW-Turbine. Geplant war der Austausch der bestehenden Zahnkupplung zwischen Generator und Getriebe gegen eine größere und schwerere, trockene, flexible Metallscheibenkupplung (die Gewichtszunahme beträgt je nach zu übertragendem Drehmoment 25 bis 40 %). Da diese Änderung die Getriebeausrichtung und das Verhalten des Generators im Betrieb beeinflussen könnte, forderte der Versicherer vor der Genehmigung der Modifikation ein detaillierteres Verständnis der Maschinenbewegungen im Betrieb.

Beispiel für Zahnkupplungen (links) und Scheibenkupplungen (rechts); Fotoquelle: RENK Brand

Die Herausforderung

Alle rotierenden Maschinen verändern ihre Position beim Erwärmen. Temperaturänderungen, Kräfte in den Rohrleitungen und die Rotordynamik können vertikale, horizontale und Winkelbewegungen zwischen den verbundenen Bauteilen verursachen.

Da diese Verschiebungen während des Anlaufs und des Betriebs auftreten – und nicht, wenn die Maschine kalt ist – benötigte der Versicherer Einblick in die Positionsänderungen der Turbine unter realen Betriebsbedingungen.

Um eine verlässliche Bewertung zu ermöglichen, benötigte das Projekt ein Messverfahren, das in der Lage war, die beiden flexiblen Ebenen der neuen Kupplung zu berechnen und genaue Ausrichtungsspezifikationen zu erstellen.

Umsetzung

Um zu messen, wie sich das Generator-Getriebe mit der Scheibenkupplung bewegte, verwendete das Team RotAlign Touch mit seiner Live-Trend-Funktion. Live Trend zeichnet kontinuierlich Versatz- und Winkeländerungen in vertikaler und horizontaler Position während des Anlaufs, des Betriebs und des Auslaufens auf und ermöglicht so die Beobachtung der thermischen Bewegungen der Maschine, anstatt sich auf Momentaufnahmen im kalten oder warmen Zustand zu verlassen.

Einrichtung vor Ort in Schweden

Techniker des Turbinenherstellers installierten RotAlign Touch Die Sensoren an der Turbine werden mithilfe magnetischer Halterungen befestigt, was die Montage schnell und unkompliziert macht. Fluke-Ingenieure in München überprüften die Installation aus der Ferne per Foto und Kommunikationsprüfung. RotAlign Touch wurde anschließend mit Internetzugang konfiguriert, damit Messdateien in die Fluke Cloud hochgeladen werden konnten.

Nachdem alles eingerichtet war, wurde die Live-Trend-Messung gestartet und kontinuierlich durchgeführt. Etwa alle zwei Tage unterbrach ein Techniker die Messung, speicherte die Ergebnisse, lud die Datei in die Cloud hoch und startete die Messung neu. Dadurch entstand eine kontinuierliche Zeitleiste der Maschinenbewegung, ohne den Turbinenbetrieb zu beeinträchtigen. Die Live-Trend-Messung lief 23 Tage lang ununterbrochen. Während dieser Zeit beobachtete das Team die Ausrichtungsänderungen in den verschiedenen Testphasen.

Beispiel für die Montage mit einer Magnethalterung:

Fernbegutachtung in München

Die Ingenieure von Fluke griffen mit der Ausrichtungs- und Zustandsüberwachungssoftware ARC 4.0 auf jede in die Cloud hochgeladene Datei zu.

Nach jedem Überprüfungszyklus stellten die Ingenieure dem Versicherer Diagramme und Datendateien zur Verfügung, um einen klaren und fortlaufenden Überblick über die Leistung der neuen Kupplung unter realen Betriebsbedingungen zu gewährleisten.

Ergebnisse

Die Live-Trenddaten zeigten, dass sich die Scheibenkupplung in horizontaler Richtung wie erwartet verhielt, sobald die Turbine den Betriebszustand erreicht hatte.

Die Live-Trenddaten wiesen in vertikaler Richtung einige Abweichungen von den erwarteten Werten auf.

Live Trend ermöglichte es den Experten, folgende Schlussfolgerung zu ziehen:

• Vertikale Bewegung des Generators: +0.07 mm (gegenüber +0.20 mm Zielwert)
• Horizontale Getriebeerweiterung:54 mm (gegenüber 0.53 mm Zielscheibe)
• Weiterer Befund: Live Trend identifizierte eine leichte vertikale Winkelbewegung von +0.09 mm/200 mm, die der Turbinenhersteller nicht identifiziert hatte.

Über mehrere Messintervalle hinweg zeigte der Maschinenstrang vom Anfahren bis zum Dauerbetrieb stabile und vorhersehbare Positionsänderungen. Mit jeder vom Turbinenstandort hochgeladenen Datei bestätigten die Münchner Ingenieure, dass die tatsächliche thermische Bewegung der Turbine weitgehend den Erwartungen entsprach und innerhalb der zulässigen Grenzen blieb. Versicherer und Hersteller erhielten eine vollständige, normkonforme Dokumentation, die ihnen die Gewissheit gab, die Kupplungsmodernisierung ohne zusätzlichen Spezialisten vor Ort durchführen zu können.

Fazit

Dieses Projekt zeigt, wie RotAlign Touch Funktionen wie Live Trend, ARC 4.0 und die Fluke Cloud-Anbindung ermöglichen eine umfassende Ausrichtungsanalyse aus der Ferne. Durch die Erfassung der realen Maschinenbewegungen und die Analyse der einzelnen Datensätze in München konnte das Team eine Turbine in Schweden ohne Vor-Ort-Besuch bewerten. Dies sparte Reisekosten und unnötige Bereitschaftszeiten vor Ort. Das Ergebnis demonstriert eindrucksvoll, wie die Ferndiagnose der Ausrichtung wichtige Entscheidungen unterstützt, logistische Hürden reduziert und einen tieferen Einblick in das Maschinenverhalten ermöglicht – insbesondere bei großen, wertvollen rotierenden Anlagen.

Auswirkungen auf das Geschäft

Für die Versicherungsgesellschaft und den OEM

– Ausrichtung überprüft, ohne einen Spezialisten vor Ort zu entsenden

– Die Gewissheit, dass die schwerere Distanzringkupplung innerhalb akzeptabler Grenzen blieb.

– Zeitgestempelte Dokumentation, geeignet für Audit- und technische Überprüfungen

Für den Turbinenbetreiber

– Keine Unterbrechung des Turbinenbetriebs während der Messung

– Klarer Einblick in das tatsächliche thermische und positionelle Verhalten

– Zusicherung, dass der Maschinenzug mit der neuen Kupplung stabil blieb.