팁 타이밍 측정 데이터를 이용한 가스터빈 블레이드의 동특성 규명 및 이상진동 예측 (Prediction of Abnormal Vibration and System Identification of Gas Turbine Blade Using Measured Tip Timing Data)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 48권 / 7호 / 467 ~ 473페이지
· 저자명 : 주영호, 김정찬

초록

최근에 발전용 가스터빈은 대용량 고효율 요구로 블레이드의 길이가 증가하여 진동으로 인한 고주기 피로파손 발생 우려가 증대하고 있다. 만일 운전 중에 블레이드가 파손되면 발전소의 중대 사고로 이어져 많은 경제적 손실이 발생한다. 이를 방지하기 위해 블레이드 팁 타이밍 시스템을 설치하여 실시간 블레이드 진동을 감시하고, 이상진단에 활용하고 한다. 본 논문은 블레이드의 이상 진단 절차를 서술하고, 진단 모델에 사용할 특성 데이터를 제시하였다. 진단에 사용된 특성 데이터로서 측정한 BTT 신호로부터 블레이드의 동특성 추출 기법을 소개하였다. 추출된 동특성 파라미터를 이용하여 블레이드 손상진단에 적용한 결과를 제시하였다. 다양한 위치별 크랙이 있는 팬 블레이드의 BTT 측정 데이터와 실제의 가스터빈 압축기 블레이드의 BTT 측정 데이터를 동특성 추출과 손상진단에 적용하였다. 이 결과로부터 본 논문에 제시된 진단 기법의 정확성을 확인하였다.

영어초록

Recently, the demand for large-capacity and high-efficiency gas turbines for power generation has increased, along with the active length of their blades, which increases the risk of high cycle fatigue failures due to vibration. If blades become damaged during operation, catastrophic accidents can occur at a power plant, leading to large financial losses. In order to prevent such damage, a blade tip timing system is installed to monitor blade vibration in real time and diagnose abnormal vibration. This paper describes the procedure for diagnosing abnormal vibration in a blade and presents the features of the measurement data used in the diagnosis model. A technique for estimating the dynamic characteristics of a blade from measured BTT signals as diagnostic features is also introduced. The results of applying the estimated dynamic characteristics to blade damage diagnosis are presented. The BTT measurement data of fan blades with cracks at various locations and the compressor blades for the gas turbine of a power plant are used for dynamic characteristic estimation and damage diagnosis. The results show that the presented diagnosis technique has high accuracy.

참고자료

· 없음