Turbine en Suède. Experts à Munich. Un défi d'alignement à distance résolu grâce à RotAlign Live Trend

Résumé

Un fabricant allemand de turbines à vapeur prévoyait de remplacer un accouplement à engrenages par un accouplement à disque métallique flexible beaucoup plus lourd sur une turbine de 24 MW en service en Suède, entre le générateur et le multiplicateur. Avant d'approuver cette modification, l'assureur du fabricant a exigé des spécifications d'alignement vérifiées afin de confirmer si la masse supplémentaire influencerait les spécifications d'alignement cibles entre le multiplicateur et le générateur.

Grâce à la fonction Live Trend de l'outil RotAlign et à la connectivité Fluke Cloud, les experts de Munich ont pu surveiller à distance les mouvements réels de la machine grâce à des mesures basées sur le cloud, fournissant ainsi à l'assureur et au fabricant de turbines des données claires et validées pour aller de l'avant en toute confiance.

• La surveillance à distance des tendances en temps réel a permis de capturer les véritables changements thermiques et de position causés par le couplage à disque métallique flexible plus lourd.
• Le transfert de données via le cloud a permis aux experts basés à Munich d'analyser et de valider les données d'alignement sans être sur place.
• Les valeurs mesurées ont permis d'établir de nouvelles spécifications d'alignement, assurant ainsi au fabricant de la turbine et à l'assureur que le train de turbines resterait dans les tolérances d'alignement pendant son fonctionnement avec son nouveau couplage.

Introduction

Un fabricant allemand de turbines à vapeur préparait une modernisation mécanique d'une turbine de 24 MW installée en Suède. Le projet prévoyait le remplacement de l'accouplement à engrenages existant, situé entre le générateur et le multiplicateur, par un accouplement à disques métalliques flexibles à sec, plus grand et plus lourd (l'augmentation de poids étant de 25 % à 40 % selon le couple à transmettre). Ce changement étant susceptible d'influencer l'alignement du multiplicateur et le comportement du générateur une fois la turbine en marche, l'assureur a exigé une analyse plus approfondie des mouvements de la machine en fonctionnement avant d'approuver la modification.

Exemple d'accouplements à engrenages (à gauche) et d'accouplements à disques (à droite) ; Source des photos : marque RENK

La Problématique

Toute machine tournante se décale de position lorsqu'elle chauffe. Les variations de température, les forces exercées sur les tuyauteries et la dynamique du rotor peuvent provoquer des mouvements verticaux, horizontaux et angulaires entre les composants connectés.

Étant donné que ces changements se produisent pendant la phase de démarrage et de fonctionnement — et non lorsque la machine est froide —, l'assureur avait besoin de visibilité sur les changements de position de la turbine dans des conditions réelles d'exploitation.

Pour fournir une évaluation fiable, le projet nécessitait une méthode de mesure capable de calculer les deux plans flexibles du nouveau couplage et de produire des spécifications d'alignement précises.

Mise en œuvre

Pour mesurer le mouvement du générateur et du réducteur en fonction de l'accouplement à disque, l'équipe a utilisé RotAlign Touch Grâce à sa fonction Live Trend, cette machine enregistre en continu les variations de décalage et d'angle des positions verticales et horizontales pendant la mise en marche, le fonctionnement et l'arrêt, permettant ainsi de visualiser les mouvements thermiques de la machine plutôt que de se fier à des instantanés à froid ou à chaud.

Installation sur site en Suède

Des techniciens du fabricant de la turbine ont installé RotAlign Touch Les capteurs fixés sur la turbine à l'aide de supports magnétiques permettent une installation rapide et simple. Les ingénieurs de Fluke à Munich ont vérifié l'installation à distance par le biais de photos et de tests de communication. RotAlign Touch L'appareil a ensuite été configuré avec un accès Internet afin que les fichiers de mesure puissent être téléchargés sur le Fluke Cloud.

Une fois tout en place, la session de mesure en temps réel a été lancée et maintenue en continu. Environ tous les deux jours, un technicien interrompait la mesure, enregistrait les résultats, téléchargeait le fichier sur le cloud et relançait la session. Ce processus a permis de créer une chronologie continue des mouvements de la machine sans perturber le fonctionnement de la turbine. La mesure en temps réel a duré 23 jours consécutifs, période durant laquelle l'équipe a observé les variations d'alignement au cours des différentes phases de test.

Exemple d'installation avec un support magnétique :

Examen à distance à Munich

Les ingénieurs de Fluke ont accédé à chaque fichier téléchargé sur le cloud avec le logiciel d'analyse d'alignement et de surveillance des conditions ARC 4.0.

À l'issue de chaque cycle d'évaluation, les ingénieurs partageaient des graphiques et des fichiers de données avec l'assureur, offrant ainsi une vision claire et continue des performances du nouveau système d'accouplement en conditions réelles d'utilisation.

Résultats

Les données Live Trend ont montré que l'accouplement du disque s'est comporté comme prévu en position horizontale une fois que la turbine a atteint son état de fonctionnement.

Les données Live Trend ont révélé quelques écarts par rapport aux valeurs attendues sur le plan vertical.

Live Trend a permis aux experts de conclure :

• mouvement vertical du générateur : +0.07 mm (contre +0.20 mm cible)
• Extension horizontale de la boîte de vitesses :54 mm (contre une cible de 0.53 mm)
• Constatation supplémentaire : Live Trend a identifié un léger mouvement angulaire vertical de +0.09 mm/200 mm, que le fabricant de la turbine n'avait pas identifiée.

Sur plusieurs intervalles de mesure, la chaîne cinématique a présenté des variations de position stables et prévisibles, du démarrage jusqu'au fonctionnement en régime permanent. À chaque fichier téléchargé depuis le site de l'éolienne, les ingénieurs munichois ont confirmé que le mouvement thermique réel de la turbine correspondait globalement aux prévisions et restait dans les limites de sécurité. L'assureur et le constructeur ont reçu une documentation complète et conforme aux normes, ce qui leur a permis de procéder sereinement à la modernisation de l'accouplement sans avoir besoin d'un spécialiste sur site.

Conclusion

Ce projet démontre comment RotAlign Touch Des fonctionnalités telles que Live Trend, ARC 4.0 et la connectivité Fluke Cloud permettent de réaliser une évaluation complète de l'alignement à distance. En capturant les mouvements réels de la machine et en analysant chaque ensemble de données à Munich, l'équipe a pu évaluer une turbine en Suède sans intervention sur site. Ceci a permis de réaliser des économies sur les frais de déplacement et d'éviter des heures d'attente inutiles sur place. Il en résulte une démonstration éloquente de la manière dont les diagnostics d'alignement à distance peuvent faciliter les décisions critiques, réduire les contraintes logistiques et offrir une meilleure visibilité sur le comportement des machines, notamment pour les équipements rotatifs de grande taille et de forte valeur.

Impact sur les entreprises

Pour la compagnie d'assurance et le constructeur automobile

– Alignement vérifié sans intervention d'un spécialiste sur site

– Confiance que le couplage de l'entretoise plus lourde est resté dans les limites acceptables

– Documentation horodatée adaptée aux audits et aux revues techniques

Pour l'opérateur de turbine

– Aucune interruption du fonctionnement de la turbine pendant la mesure

– Une vision claire du comportement thermique et positionnel réel

– Garantie que la chaîne cinématique est restée stable avec le nouvel accouplement