Μελέτη κραδασμών παρακαμπτήριου καπνοδόχου σε οριακές συνθήκες φόρτισης του αεροστροβίλου με τη μέθοδο της μικροκυματικής συμβολομετρίας

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της δυναμικής συμπεριφοράς της παρακαμπτήριου καπνοδόχου της μονάδας IV του Ατμοηλεκτρικού Σταθμού του Λαυρίου της ΔΕΗ ΑΕ σε οριακές συνθήκες φόρτισης με τη χρήση επιγείου συστήματος radar μικροκυματικής συμβολομετρίας (IBIS-S). Ειδικότερα, μελετάται η κινηματική συμπεριφορά της κατασκευής σε λειτουργία ανοικτού κύκλου πλήρους φόρτισης του αεροστροβίλου και απώτερο στόχο τη μελέτη της δομοστατικής συμπεριφοράς της κατασκευής και την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων που προέκυψαν με παλαιότερες μετρήσεις. Για τη μελέτη της δυναμικής συμπεριφοράς της καπνοδόχου προσδιορίζονται τα χαρακτηριστικά της ταλάντωσης (μετατόπιση, φάσμα συχνοτήτων ταλάντωσης, επιτάχυνση) της κατασκευής στις προκαθορισμένες συνθήκες. Στα πλαίσια των εργασιών πεδίου πραγματοποιήθηκαν πέντε ομάδες μετρήσεων κυμαινόμενης διάρκειας καθώς το φορτίο της μηχανής λαμβάνει συγκεκριμένες τιμές. Η επεξεργασία των δεδομένων που συλλέχθηκαν γίνεται εκ των υστέρων με τη βοήθεια του προγράμματος IBIS Data Viewer. Επιλέγονται για ανάλυση έξι περίπου ισαπέχοντα σημεία με μεγάλη ανακλαστικότητα καθ’ ύψος της καπνοδόχου. Πραγματοποιείται ανάλυση στα πεδία του χρόνου και των συχνοτήτων και προκύπτει ότι η κύρια συχνότητα ταλάντωσης της κατασκευής είναι 19.85 Hz, το εύρος μετακίνησης του χαμηλότερου παρατηρούμενου σημείου (Η=25.3 m) είναι 0.8 mm ενώ του υψηλότερου σημείου (Η=78.4 m) είναι 2.0 mm. Τέλος, η μέγιστη τιμή μετατόπισης φτάνει περίπου τα 6.0 mm στο υψηλότερο παρατηρούμενο σημείο. Σημειώνεται πως τα συγκεκριμένα αποτελέσματα προκύπτουν όταν το φορτίο της μηχανής λαμβάνει τη μέγιστη τιμή (110 MW). Τα αποτελέσματα που προκύπτουν από τη συγκεκριμένη μελέτη, συγκρίνονται με αυτά που διεξήχθησαν από τις μετρήσεις της εταιρίας ATEA Environment κατά την περίοδο 2000. Οι συχνότητες επιτάχυνσης που αντιστοιχούν στα 11.4 Hz, 19.8 Hz, 50.0 Hz εμφανίζονται ταυτόχρονα και στις δύο σειρές μετρήσεων. Επιπλέον, οι διαφορές των μέσων τιμών επιταχύνσεων μεταξύ των δύο σειρών μετρήσεων στα τρία ύψη που συγκρίνονται είναι 0.3 m/s2, -0.7 m/s2, -0.4 m/s2, αντίστοιχα.

The aim of this diploma thesis is to study the dynamic behavior of the bypass stack, Unit IV of the Lavrion Thermal Power Plant operated by the Public Power Corporation of Greece with the use of ground-based microwave radar interferometry technique (IBIS-S system). Particularly, experimental work was undertaken with the air turbine operating at open cycle mode and maximum machine power with the ultimate aim to study the structural behavior of the construction and evaluation of the results obtained with previous measurements. In order to study the dynamic behavior of the stack and to draw conclusions about the vibration problems that occur under marginal operating condition it is necessary to identify the characteristics of the oscillation (displacement, oscillation frequency spectra, acceleration) of construction to the prescribed conditions. In the fieldwork were recorded five groups of measurements of variable duration as the machine load has specific values. The processing of the data which collected is undertaken retrospectively using the IBIS Data Viewer compute software. Six approximately equidistant points with high reflectivity are selected for analysis from the bottom to the top of the stack. Subsequently, analysis performs in the time and frequency domain and reveal that the dominant oscillation frequency of the structure is 19.85 Hz, the movement range of the lowest observed point (H=25.3 m) is 0.8 mm while the highest point (H=78.4 m) is 2.0 mm. Finally, the maximum displacement reaches approximately 6.0 mm at the highest observed point. It is noted that these results indicate when the machine load takes the maximum value (110 MW). Results generated from this study are compared with those carried out by measurements of the ATEA Environment Company during the period 2000. The acceleration frequencies corresponding to 11.4 Hz, 19.8 Hz, 50.0 Hz are displayed simultaneously on both series of measurements. In addition, the differences in acceleration mean values between two series of measurements at three comparable heights are 0.3 m/s2, -0.7 m/s2, -0.4 m/s2 respectively.