(57)【要約】【課題】動翼の異常を容易に把握することができる翼振動監視装置を提供する。【解決手段】動翼列群を軸線Ｏ方向から挟むように回転軸４を軸線Ｏ回りに回転可能に支持する一対のジャーナル軸受９、これらジャーナル軸受９をそれぞれ支持する一対の軸受台１５を有する回転機械の翼振動監視装置であって、回転機械に軸線Ｏ方向に離間して配置された複数の加速度センサ４０Ａ，４０Ｂと、数の加速度センサ４０Ａ，４０Ｂからそれぞれ入力される加速度応答レベルの差分を演算するレベル差演算部、及び、レベル差演算部が演算した差分に基づいて複数の動翼列６のうち異常が発生した動翼列６を特定する動翼列特定部を有する翼振動監視装置本体５０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転する回転軸の外周に前記軸線方向に間隔をあけて設けられた複数の動翼列からなる動翼列群を有するロータ、
前記動翼列群を前記軸線方向から挟むように前記回転軸を前記軸線回りに回転可能に支持する一対の軸受、
これら軸受をそれぞれ支持する一対の軸受台、
及び、前記ロータを囲うステータ、を有する回転機械の翼振動監視装置であって、
前記回転機械に前記軸線方向に離間して配置された複数の加速度センサと、
複数の前記加速度センサからそれぞれ入力される加速度応答レベルの差分を演算するレベル差演算部、及び、前記レベル差演算部が演算した前記差分に基づいて複数の前記動翼列のうち異常が発生した前記動翼列を特定する動翼列特定部を有する翼振動監視装置本体と、
を備える翼振動監視装置。
【請求項２】
前記加速度センサは、一対の前記軸受台にそれぞれ設けられている請求項１に記載の翼振動監視装置。
【請求項３】
前記翼振動監視装置本体は、
複数の前記加速度センサからそれぞれ入力される加速度応答レベルの大きさに基づいて、前記動翼列群に異常が発生したか否かを判定する異常判定部を有し、
前記動翼列特定部は、前記異常判定部が異常と判定した場合に、前記動翼列を特定する請求項１又は２に記載の翼振動監視装置。
【請求項４】
前記回転機械と、
請求項１から３のいずれか一項に記載の翼振動監視装置と、
を備える回転機械システム。
【請求項５】
軸線回りに回転する回転軸の外周に前記軸線方向に間隔をあけて設けられた複数の動翼列からなる動翼列群を有するロータ、
前記動翼列群を前記軸線方向から挟むように前記回転軸を前記軸線回りに回転可能に支持する一対の軸受、
これら軸受をそれぞれ支持する一対の軸受台、
及び、前記ロータを囲うステータ、を有する回転機械の翼振動監視方法であって、
前記回転機械に前記軸線方向に離間して配置された複数の加速度センサが検出する加速度応答レベルを取得する振動数取得工程と、
振動数取得工程が取得した複数の前記加速度センサの加速度応答レベルの差分を演算するレベル差演算工程と、
前記レベル差演算部が演算した前記差分に基づいて複数の前記動翼列のうち異常が発生した前記動翼列を特定する動翼列特定工程と、
を含む翼振動監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、翼振動監視装置、回転機械システム及び翼振動監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば蒸気タービン、ガスタービン等の回転機械は、回転軸と、該回転軸の外周に設けられた複数の動翼列からなる動翼列群とを有している。回転機械の運転時には、回転する動翼列の振動を計測している。このような計測を行うことにより、動翼列の振動特性が設計計画通りであるか否かを検証することができる。また、運転条件の変化による動翼の振動特性の変化を確認し、タービン製品の信頼性の向上を図ることができる。
【０００３】
例えば特許文献１には、動翼に接触しない静止部に変位センサを設け、該変位センサによって動翼の振動を監視する技術が開示されている。
特に、動翼の翼高さが大きい低圧段では、静止側から各動翼の通過時間を計測し、その結果を演算して動翼の振動形態および振動量を算出する非接触モニタが適用されることが多い。
【０００４】
また特許文献２には、ロータに摺動接触する静止部に振動検出部を設ける技術が開示されている。例えば振動検出部としての加速度計を軸受箱に設置することで、該軸受箱に伝達される翼列群からの振動を該加速度計によって検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１７７０５９号公報
【特許文献２】特開昭５３−２８８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１に記載の技術では、特に動翼の翼高さが小さい高圧段では、変位センサの設置環境が悪く、さらに動翼の振動振幅が小さいため、適切に振動を監視することができない。また、蒸気や燃焼ガス等の作動流体の性状によっては、変位センサの検出値に誤差が生じ、適切に振動を検出できない場合がある。
【０００７】
また、上記特許文献２に記載の技術では、動翼列群から軸受箱まで振動が伝達するために、軸受油膜、軸受、軸受ハウジング等の振動減衰要素を経由する必要がある。そのため、信号自体の品質が悪化し、また、暗振動により信号がマスキングされる可能性が高い。
よって、いずれの技術であっても動翼の異常を容易に検出することは困難である。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、動翼の異常を容易に把握することができる翼振動監視装置、回転機械システム及び翼振動監視方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用している。
即ち、本発明の第一の態様に係る翼振動監視装置は、軸線回りに回転する回転軸の外周に前記軸線方向に間隔をあけて設けられた複数の動翼列からなる動翼列群を有するロータ、前記動翼列群を前記軸線方向から挟むように前記回転軸を前記軸線回りに回転可能に支持する一対の軸受、これら軸受をそれぞれ支持する一対の軸受台、及び、前記ロータを囲うステータ、を有する回転機械の翼振動監視装置であって、前記回転機械の外面に前記軸線方向に離間して配置された少なくとも二つの加速度センサと、複数の前記加速度センサからそれぞれ入力される加速度応答レベルの差分を演算するレベル差演算部、及び、前記レベル差演算部が演算した前記差分に基づいて複数の前記動翼列のうち異常が発生した前記動翼列を特定する動翼列特定部を有する翼振動監視装置本体と、を備える。
【００１０】
本発明の第二の態様に係る回転機械の翼振動監視方法は、軸線回りに回転する回転軸の外周に前記軸線方向に間隔をあけて設けられた複数の動翼列からなる動翼列群を有するロータ、前記動翼列群を前記軸線方向から挟むように前記回転軸を前記軸線回りに回転可能に支持する一対の軸受、これら軸受をそれぞれ支持する一対の軸受台、及び、前記ロータを囲うステータ、を有する回転機械の翼振動監視方法であって、前記回転機械に前記軸線方向に離間して配置された複数の加速度センサが検出する加速度応答レベルを取得する振動数取得工程と、振動数取得工程が取得した複数の前記加速度センサの加速度応答レベルの差分を演算するレベル差演算工程と、前記レベル差演算部が演算した前記差分に基づいて複数の前記動翼列のうち異常が発生した前記動翼列を特定する動翼列特定工程と、を含む。
【００１１】
いずれかの動翼列の動翼に異常が生じた場合（例えば動翼に変形が発生した場合やき裂が発生した場合）には、複数の加速度センサが検出する加速度応答レベルが、異常が発生していない正常時と比較して異なるものとなる。また、この際、軸線方向に離間して配置された複数の加速度センサが検出する加速度応答レベルは、互いに異なるものとなる。即ち、いずれかの動翼列の動翼に異常が発生すれば、当該動翼列を基点に異常振動が伝搬することになる。当該異常振動は、基点から離れる程に減衰する。したがって、基点に近接して配置された加速度センサが検出する加速度応答レベルは、基点に離間して配置された加速度センサが検出する加速度応答レベルよりも大きくなる。
【００１２】
本態様では、当該事象を利用して、軸線方向に離間して配置された複数の加速度センサが検出する加速度応答レベルの差分から、異常が発生した動翼を有する動翼列を特定する。即ち、例えば一方の加速度センサが検出する加速度応答レベルの値の方が他方の加速度センサが検出する加速度応答レベルよりも大きければ、一方の加速度センサに近接して配置された動翼列が異常振動の基点であると推定できる。また、加速度応答レベルの差分が大きければ大きい程、一方の加速度センサにより近接した動翼列が異常振動の基点であると推定できる。一方、例えば一方の加速度センサが検出する加速度応答レベルと他方の加速度センサが検出する加速度応答レベルの大きさが近似していれば、これら加速度センサの中央に位置する動翼列が異常振動の基点であるとして推定できる。
したがって、異常が発生した動翼を有する動翼列を容易に特定することができる。
【００１３】
上記態様では、前記加速度センサは、一対の前記軸受台にそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００１４】
いずれかの動翼列の動翼の異常による異常振動は、回転軸及び軸受を介して軸線方向両側の軸受台に伝搬する。本態様では、軸受台の加速度応答レベルを加速度センサで検出することで、上記同様、異常が発生した動翼を有する動翼列を容易に特定することができる。
【００１５】
上記態様では、前記翼振動監視装置本体は、複数の前記加速度センサからそれぞれ入力される加速度応答レベルの大きさに基づいて、前記動翼列群に異常が発生したか否かを判定する異常判定部を有し、前記動翼列特定部は、前記異常判定部が異常と判定した場合に、前記動翼列を特定してもよい。
【００１６】
いずれかの動翼列の動翼に異常が生じた場合には、複数の加速度センサが検出する加速度応答レベルが、異常が発生していない正常時と比較して大きくなる傾向がある。本態様では、例えば加速度センサが検出する加速度応答レベルが正常時を基準とした閾値以上となった場合に、いずれかの動翼列の動翼で異常が発生したと判定する。さらに、このように判定された場合にのみ、動翼特定部が複数の加速度センサの加速度応答レベルの差分に基づいて異常が発生した動翼列を特定する。これによって、動翼の異常、及び、異常が発生した動翼列の特定を効率的に行うことができる。
【００１７】
本発明の第三の態様に係る回転機械システムは、前記回転機械と、上記いずれかの翼振動監視装置と、を備える。
【００１８】
これによって上記同様、異常が発生した動翼を有する動翼列を容易に特定することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の翼振動監視装置、回転機械システム及び翼振動監視方法によれば、動翼の異常を容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係る蒸気タービンシステム（回転機械システム）の模式的な縦断面図である。
【図２】実施形態に係る蒸気タービンシステム（回転機械システム）のロータ及び翼振動監視装置を示す模式図である。
【図３】実施形態に翼振動監視装置における翼振動監視装置本体のハードウェア構成を示す図である。
【図４】実施形態に係る翼振動監視装置における翼振動監視装置本体の機能ブロック図である。
【図５】実施形態に係る翼振動監視装置が動翼列群を特定するまでの手順を示すフローチャートである。
【図６】実施形態に係る蒸気タービンシステム（回転機械システム）のロータ及び加速度センサを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係る蒸気タービンシステム（回転機械システム）について図１〜図６を参照して説明する。
図１に示すように、蒸気タービンシステム１は、蒸気タービン２（回転機械）及び翼振動監視装置３０を備える。
【００２２】
蒸気タービン２は、蒸気のエネルギーを回転動力として取り出す外燃機関であって、発電所における発電機等に用いられるものである。蒸気タービン２は、ロータ３、スラスト軸受８、ジャーナル軸受９（軸受）、軸受台１５、ステータ２０を備えている。
【００２３】
ロータ３は、回転軸４と動翼列群５とを備えている。
回転軸４は、水平方向に沿う軸線Ｏを中心として延びる円柱形状をなしている。回転軸４の一部には、スラストカラー４ａが形成されている。スラストカラー４ａは、軸線Ｏを中心として円板形状をなしており、フランジ状をなすように回転軸４の本体から回転軸４の径方向外側に一体的に張り出している。
【００２４】
動翼列群５は、回転軸４の外周に軸線Ｏ方向に間隔をあけて設けられた複数の動翼列６によって構成されている。各動翼列６は、回転軸４の外周面から径方向外側に向かって延びる動翼７が周方向に間隔をあけて複数配列されることで構成されている。即ち、各動翼列６は、回転軸４の同一の軸線Ｏ方向位置に放射状に設けられた複数の動翼７によって構成されている。
【００２５】
スラスト軸受８は、スラストカラー４ａを軸線Ｏ方向両側から摺動可能に支持している。これによって、回転軸４の軸線Ｏ方向の移動を規制している。
【００２６】
ジャーナル軸受９は、回転軸４の両端側で該回転軸４を軸線Ｏ回りに回転可能に下方から支持するように一対が設けられている。即ち、一対のジャーナル軸受９は、動翼列群５を軸線Ｏ方向から挟むように回転軸４を軸線Ｏ回りに回転可能に支持している。
【００２７】
ジャーナル軸受９は、軸受本体１０及び軸受ハウジング１１を有する。軸受本体１０は、回転軸４の外周面を、油膜を介して摺動可能に支持する軸受パッドを有する。該軸受パッドを揺動可能に外周側から支持するピボット等を有する。軸受ハウジング１１は、回転軸４を外周側から囲うとともに、内周側に上記軸受本体１０を支持している。軸受ハウジング１１は、内周面にピボットが固定されており、該ピボットを介して軸受パッドを支持している。なお、軸受ハウジング１１の内側にガイドリング等の他の部材があってもよい。
【００２８】
軸受台１５は、一対のジャーナル軸受９を下方から支持するように一対が設けられている。即ち、軸受台１５は、ジャーナル軸受９同様に、動翼列群５を軸線Ｏ方向から挟むように配置されている。これら軸受台１５は、それぞれ対応するジャーナル軸受９の下半部を支持している。
【００２９】
ステータ２０は、ケーシング２１及び静翼列群２２を備えている。
ケーシング２１は、ロータ３の一部と外周側から囲うように設けられている。ロータ３の回転軸４は、ケーシング２１を軸線Ｏ方向に貫通している。回転軸４の両端は、ケーシング２１外に位置しており、該ケーシング２１の外側でスラスト軸受８及びジャーナル軸受９に支持されている。ロータ３の動翼列群５は、ケーシング２１の内側に配置されている。
【００３０】
静翼列群２２は、ケーシング２１の内周に軸線Ｏ方向に間隔をあけて設けられた複数の静翼列２３によって構成されている。各静翼列２３は、ケーシング２１の内周面から径方向内側に向かって延びる静翼２４が周方向に間隔をあけて複数配列されることで構成されている。即ち、各静翼列２３は、回転軸４の同一の軸線Ｏ方向位置に放射状に設けられた複数の静翼２４によって構成されている。静翼列２３は、ロータ３の動翼列６と軸線Ｏ方向に交互に配置されている。
【００３１】
このような蒸気タービン２では、ケーシング２１内に導入される蒸気が静翼列２３及び動翼列６の間の流路を通過する。この際、蒸気が動翼７を回転させることで該動翼７に伴って回転軸４が回転し、該回転軸４に接続された発電機等の機械に動力（回転エネルギー）が伝達される。
【００３２】
次に翼振動監視装置３０について説明する。
翼振動監視装置３０は、図１及び図２に示すように、一対の加速度センサ４０Ａ，４０Ｂ及び翼振動監視装置本体５０を備えている。
一対の加速度センサ４０Ａ，４０Ｂは、それぞれ軸受台１５に設けられている。即ち、一対の加速度センサ４０Ａ，４０Ｂのうちの一方の加速度センサ４０Ａ（以下、第一加速度センサ４０Ａと称する）は、一対の軸受台１５のうちの軸線Ｏ方向一方側（図１、２の右側）の軸受台１５に設けられている。他方の加速度センサ４０Ｂ（以下、第二加速度センサ４０Ｂと称する）は、一対の軸受台１５のうちの軸線Ｏ方向他方側（図１、２の左側）の軸受台１５に設けられている。このように一対の加速度センサ４０Ａ，４０Ｂは、互いに軸線Ｏ方向に離間して蒸気タービン２に取り付けられている。
【００３３】
本実施形態では、第一加速度センサ４０Ａ及び第二加速度センサ４０Ｂは、それぞれ軸受台１５のうち水平面に沿って延びる上面に設けられている。第一加速度センサ４０Ａ及び第二加速度センサ４０Ｂは、例えば、蒸気タービン２が運転されている状態における軸受台１５の上下方向の加速度応答を検出する。より詳細には第一加速度センサ４０Ａ及び第二加速度センサ４０Ｂの感度軸は軸受台１５の上面に対して直交する方向に一致している。そのため、上記タービンの運転時にロータ３が回転すると、ジャーナル軸受９を介して軸受台１５に伝達される振動に基づく該軸受台１５の加速度応答を検出する。
【００３４】
第一加速度センサ４０Ａ及び第二加速度センサ４０Ｂとしては、例えば圧電式センサが採用されている。当該圧電式センサは圧電効果を利用したものである。圧電式センサに加速度が作用すると、その際の応力に基づいて電荷が発生する。このように発生した電荷が加速度センサ４０Ａ，４０Ｂの出力となる。軸受台１５の加速度応答は、加速度センサ４０Ａ，４０Ｂによって検出され、当該加速度応答に基づく電荷信号が出力される。加速度センサ４０Ａ，４０Ｂは翼振動監視装置本体５０と電気的に接続されている。第一加速度センサ４０Ａ及び第二加速度センサ４０Ｂの信号は、翼振動監視装置本体５０に入力される。
【００３５】
なお、第一加速度センサ４０Ａ及び第二加速度センサ４０Ｂと翼振動監視装置本体５０との間にチャージアンプが介装されていてもよい。この場合、チャージアンプに第一加速度センサ４０Ａ及び第二加速度センサ４０Ｂの出力としての電荷信号が入力される。チャージアンプは外部電源に接続されている。チャージアンプは外部電源から供給される電力に基づいて、第一加速度センサ４０Ａ及び第二加速度センサ４０Ｂから入力される電荷信号を電圧信号に変換して出力する。チャージアンプは、複数の第一加速度センサ４０Ａ及び第二加速度センサ４０Ｂに応じたチャンネル数をもっており、複数の加速度センサ４０Ａ，４０Ｂの電荷信号を別々に電圧信号に変換して出力できる構成であってもよい。
【００３６】
翼振動監視装置本体５０は、図３に示すように、ＣＰＵ６１（Central Processing Unit）、ＲＯＭ６２（Read Only Memory）、ＲＡＭ６３（Random Access Memory）、ＨＤＤ６４（Hard Disk Drive）、信号受信モジュール６５（受信機）を備えるコンピュータである。信号受信モジュール６５は、加速度センサ４０Ａ，４０Ｂからの信号を受信する。
【００３７】
図４に示すように、翼振動監視装置本体５０のＣＰＵ６１は予め自装置で記憶するプログラムを実行することにより、制御部、振動数取得部７２、異常判定部７３、レベル差演算部７４、動翼列特定部７５及び警報部７６との各構成を備える。
制御部７１は解析装置に備わる他の機能部を制御する。
【００３８】
振動数取得部７２は、第一加速度センサ４０Ａ、第二加速度センサ４０Ｂからの信号、即ち、各軸受台１５の加速度応答情報を時間とともに取得する。
異常判定部７３は、振動数取得部７２が取得した各軸受台１５の速度応答情報に基づいて、動翼列群５におけるいずれかの動翼列６の動翼７で異常が発生したか否かを判定する。
【００３９】
レベル差演算部７４は、異常判定部７３が異常の発生を判定した場合に、第一加速度センサ４０Ａ及び第二加速度センサ４０Ｂの加速度応答レベルの差分を演算する。
動翼列特定部７５は、レベル差演算部７４が演算した差分に基づいて、動翼列６を構成する複数の動翼列６のいずれの動翼７に異常が発生したか否かを判定する。
警報部７６は、翼列特定部の演算結果に基づいて警報を出力する。即ち、警報部７６は、翼列特定部が動翼列６を特定した場合には、異常が発生した旨及び異常が発生した動翼列６を特定する警報を出力する処理を行う。警報部７６は、警報情報をモニタに表示する処理を行ってもよいし、警報としてのアラームを鳴らす処理を行ってもよい。
【００４０】
次に、図５に示すフローチャートを用いて、本実施形態の翼振動監視装置３０の処理の手順である翼振動監視方法について説明する。翼振動監視方法は、振動数取得工程Ｓ１、異常判定工程Ｓ２、レベル差演算工程Ｓ３、動翼列特定工程Ｓ４の各工程を含む。
【００４１】
振動数取得工程Ｓ１は、振動数取得部７２によって第一加速度センサ４０Ａ、第二加速度センサ４０Ｂからの各軸受台１５の加速度応答情報を取得する工程である。振動数取得工程Ｓ１では、第一加速度センサ４０Ａ、第二加速度センサ４０Ｂからの加速度応答情報を時間とともに取得する。振動数取得工程Ｓ１では、各軸受台１５の加速度応答の波形の時刻歴、即ち、振動波形の時刻歴を取得することになる。
【００４２】
異常判定工程Ｓ２は、異常判定部７３で各軸受台１５の加速度応答情報に基づいて、ロータ３の動翼７群で異常が生じているか否かを判定する工程である。異常判定工程Ｓ２では、振動数取得工程Ｓ１で取得した各軸受台１５の加速度応答から、これら加速度応答に応じた各軸受台１５の加速度応答レベル（振動加速度レベル）を求める。当該加速度応答レベルは、各軸受台１５の加速度応答の単位時間当たりの平均値に基づいて求めてもよい。
【００４３】
ここで、いずれかの動翼列６の動翼７に異常が生じた場合（例えば動翼７に変形が発生した場合やき裂が発生した場合）には、軸受台１５の加速度応答レベルが、異常が発生していない正常時（いずれの動翼列６でも動翼７が変形・損傷していない状態時）と比較して異なるものとなり、特に、異常が発生していない正常時と比較して大きくなる傾向がある。
そのため、異常判定工程Ｓ２では、各軸受台１５の加速度応答レベルと、正常時に予め取得した各軸受台１５の加速度応答レベルとを比較する。そして、各軸受台１５の加速度応答レベルが、正常時の加速度応答レベルよりも十分に大きい場合、例えば、正常時の加速度応答レベルを基準とした閾値を超える場合には、動翼列群５で異常が生じていると判定する。
【００４４】
レベル差演算工程Ｓ３は、異常判定工程Ｓ２で異常と判定された場合に行われる。レベル差演算工程Ｓ３は、レベル差演算部７４で、各軸受台１５の加速度応答レベルの差分を演算する工程である。即ち、レベル差演算工程Ｓ３では、振動数取得工程Ｓ１で取得した各軸受台１５の加速度応答に基づいて、各軸受台１５の加速度応答レベルを求める。そして、各軸受台１５の加速度応答レベルの差分を演算する。
【００４５】
動翼列特定工程Ｓ４は、動翼列特定部７５で、複数の動翼列６のうち異常が発生した動翼７を有する動翼列６を特定する工程である。動翼列特定工程Ｓ４では、上記加速度応答レベルの差分に基づいて異常が発生した動翼列６を特定する。
【００４６】
ここで、いずれかの動翼列６の動翼７に異常が生じた場合には、軸線Ｏ方向に離間して配置された第一加速度センサ４０Ａ、第二加速度センサ４０Ｂが検出する加速度応答レベルは、互いに異なるものとなる。即ち、いずれかの動翼列６の動翼７に異常が発生すれば、当該動翼列６を基点に異常振動が伝搬することになる。当該異常振動は、基点から離れる程に減衰する。したがって、第一加速度センサ４０Ａ及び第二加速度センサ４０Ｂのうち、基点に近接して配置された一方が検出する加速度応答レベルは、基点に離間して配置された他方が検出する加速度応答レベルよりも大きくなる。
【００４７】
動翼列特定工程Ｓ４では当該事象を利用して、軸線Ｏ方向に離間して配置された第一加速度センサ４０Ａ及び第二加速度センサ４０Ｂが検出する加速度応答レベルの差分から、異常が発生した動翼７を有する動翼列６を特定する。
即ち、例えば図６（ａ）に示すように、第一加速度センサ４０Ａが検出する加速度応答レベルＲ１の値の方が、第二加速度センサ４０Ｂが検出する加速度応答レベルＲ２よりも大きければ、第一加速度センサ４０Ａに近接して配置された動翼列６が異常振動の基点であると推定できる。
【００４８】
一方、例えば図６（ｂ）に示すように、第一加速度センサ４０Ａが検出する加速度応答レベルＲ１と第二加速度センサ４０Ｂが検出する加速度応答レベルＲ２の大きさが近似していれば、これら加速度センサ４０Ａ，４０Ｂの中央に位置する動翼列６が異常振動の基点であるとして推定できる。
【００４９】
さらに、例えば図６（ｃ）に示すように、第二加速度センサ４０Ｂが検出する加速度応答レベルＲ１の値の方が、第一加速度センサ４０Ａが検出する加速度応答レベルＲ２よりも大きければ、第二加速度センサ４０Ｂに近接して配置された動翼列６が異常振動の基点であると推定できる。
【００５０】
ここで、例えば蒸気タービン２が４つ以上の多数の動翼列６を備えることを想定すると、例えば第一加速度センサ４０Ａの加速度応答レベルの方が大きい場合には、加速度応答レベルの差分が大きい程、第一加速度センサ４０Ａにより近接した動翼列６が異常振動の基点であると推定できる。反対に、例えば第二加速度センサ４０Ｂの加速度応答レベルの方が大きい場合には、加速度応答レベルの差分が大きい程、第二加速度センサ４０Ｂにより近接した動翼列６が異常振動の基点であると推定できる。したがって、動翼列特定工程Ｓ４では、第一加速度センサ４０Ａ、第二加速度センサ４０Ｂの加速度応答レベルの差分に基づいて、異常が発生した動翼７を有する動翼列６を特定することができる。
なお、例えば予め上記差分と異常が生じた動翼列６との関係のテーブルを記憶しておき、演算された差分と当該テーブルから、異常が生じた動翼列６を特定してもよい。
【００５１】
以上のように本実施形態によれば、第一加速度センサ４０Ａ、第二加速度センサ４０Ｂが各軸受台１５から取得した加速度応答レベルの差分に基づいて、異常が発生した動翼７を有する動翼列６を容易に特定することができる。
【００５２】
当該動翼列６の特定は、各軸受台１５に設置した加速度センサ４０Ａ，４０Ｂの検出に基づくため、複雑なシステム構成を構築する必要はない。また、例えば蒸気タービン２のケーシング２１内で動翼７の振動を直接検出する場合のように、センサを過酷な環境に設置しなくてもよい。さらに、軸受台１５の上面に第一加速度センサ４０Ａ、第二加速度センサ４０Ｂを設置さえすればよいので、システム構築時の施工が容易であるとともにこれら第一加速度センサ４０Ａ、第二加速度センサ４０Ｂのメンテナンスを容易に行うことができる。
【００５３】
また、いずれかの動翼列６の動翼７の異常による異常振動は、回転軸４及びジャーナル軸受９を介して軸線Ｏ方向両側の軸受台１５に伝搬するため、軸受台１５の加速度応答レベルを加速度センサ４０Ａ，４０Ｂで検出することで、異常が発生した動翼７を有する動翼列６を容易に特定することができる。
【００５４】
さらに、本実施形態では、例えば加速度センサ４０Ａ，４０Ｂが検出する加速度応答レベルが正常時を基準とした閾値を超えた場合に、いずれかの動翼列６の動翼７で異常が発生したと判定する。さらに、このように判定された場合にのみ、動翼７特定部が複数の加速度センサ４０Ａ，４０Ｂの加速度応答レベルの差分に基づいて異常が発生した動翼列６を特定する。これによって、動翼７の異常、及び、異常が発生した動翼列６の特定を効率的に行うことができる。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００５６】
例えば、実施形態では、第一加速度センサ４０Ａと第二加速度センサ４０Ｂの二つを用いた例について説明したが、互いに軸線Ｏ方向に離間する加速度センサを複数設けてもよい。動翼列６に異常が発生した際には、３つ以上の各加速度センサの加速度応答レベルのうち、任意の２つの加速度応答レベル同士を比較することで、より精度高く、異常が発生した動翼列６を特定することができる。
【００５７】
また、例えば、実施形態では、一対の軸受台１５に、それぞれ第一加速度センサ４０Ａ、第二加速度センサ４０Ｂを一つずつ設置した例について説明したが、各軸受台１５にそれぞれ複数の加速度センサを設けてもよい。この場合、一の軸受台１５の一つの加速度センサが故障した場合であっても、当該一の軸受台１５に設置された他の加速度センサによって軸受台１５の加速度応答を取得することで、異常が発生した動翼列６を特定することができる。また、各軸受台１５の加速度応答を複数の加速度センサで取得することで、より精度高く異常が生じた動翼列６を特定することができる。
【００５８】
さらに、実施形態では、軸受台１５に第一加速度センサ４０Ａ、第二加速度センサ４０Ｂを設けたが、設置箇所は軸受台１５に限られない。複数の加速度センサ４０Ａ，４０Ｂを例えば回転機械のケーシング２１、ロータ３、ジャーナル軸受９等の他の部分に設けてもよい。この場合であっても、動翼列６に異常が発生した際に第一加速度センサ４０Ａ、第二加速度センサ４０Ｂに異常振動が伝搬するのならば、実施形態同様に、異常が発生した動翼列６を特定できる。
【００５９】
また、例えば第一加速度センサ４０Ａ、第二加速度センサ４０Ｂが検出する加速度応答に対して周波数解析を施して、複数の振動モードのうち最も卓越する振動モードのみから加速度応答レベルを求めてもよい。この場合であっても、実施形態同様、異常が発生した動翼列６を推定できる。
【００６０】
さらに、例えば実施形態では本発明を蒸気タービン２に適用した例について説明したが、例えばガスタービン等の他の回転機械に適用してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１    蒸気タービンシステム
２    蒸気タービン
３    ロータ
４    回転軸
４ａ  スラストカラー
５    動翼列群
６    動翼列
７    動翼
８    スラスト軸受
９    ジャーナル軸受
１０  軸受本体
１１  軸受ハウジング
１５  軸受台
２０  ステータ
２１  ケーシング
２２  静翼列群
２３  静翼列
２４  静翼
３０  翼振動監視装置
４０Ａ       第一加速度センサ
４０Ｂ       第二加速度センサ
５０  翼振動監視装置本体
６１  ＣＰＵ
６２  ＲＯＭ
６３  ＲＡＭ
６４  ＨＤＤ
６５  信号受信モジュール
７１  制御部
７２  振動取得部
７３  異常判定部
７４  レベル差演算部
７５  動翼列特定部
７６  警報部
Ｓ１  振動数取得工程
Ｓ２  異常判定工程
Ｓ３  レベル差演算工程
Ｓ４  動翼列特定工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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