Turbine en Suède. Experts à Munich. Un défi d'alignement à distance résolu avec la tendance en direct de RotAlign

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 fonctionnant en Suède, entre le générateur et la boîte de vitesses. Avant d´approuver le changement, l´assureur du constructeur exigeait des spécifications d´alignement vérifiées pour confirmer si la masse supplémentaire influencerait les spécifications d´alignement cible entre la boîte de vitesses et le générateur.

Grâce à la fonctionnalité Live Trend de l´outil RotAlign et à la connectivité Fluke Cloud, des experts munichois ont pu surveiller à distance les mouvements réels des machines via des mesures cloud, fournissant à la fois à l´assureur et au fabricant de turbines des données claires et validées pour avancer en toute confiance.

• La surveillance à distance Live Trend a capturé des changements thermiques et de position réels causés par l´accouplement à disque métallique plus lourd et flexible.
• Le transfert de données basé sur le cloud a permis aux experts munichois 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, offrant ainsi une assurance à la fois au fabricant de turbines et à l´assureur que le train de la turbine resterait dans les tolérances d´alignement pendant le fonctionnement avec son nouvel accouplement.

Introduction

Un fabricant allemand de turbines à vapeur préparait une modernisation mécanique d´une turbine de 24 MW installée en Suède. Le projet consistait à remplacer l´accouplement à engrenages existant, installé entre le générateur et la boîte de vitesses, par un accouplement à disque métallique sec souple plus grand et plus lourd (l´augmentation de poids est de 25 % à 40 % selon le couple à transmettre). Comme ce changement pouvait influencer l´alignement de la boîte de vitesses et le comportement du générateur une fois l´unité en marche, l´assureur exigeait une compréhension plus approfondie du mouvement de la machine en fonctionnement avant d´approuver la modification.

Le défi

Toutes les machines rotatives changent de position en se réchauffant. Les variations de température, les forces des tuyaux et la dynamique des rotors peuvent provoquer des mouvements verticaux, horizontaux et angulaires entre les composants connectés.

Parce que ces changements se produisent pendant la montée en régime et le fonctionnement (et non lorsque la machine est froide) l´assureur avait besoin d´une visibilité sur les changements de position de la turbine dans des conditions réelles de fonctionnement.

Pour fournir une évaluation fiable, le projet avait besoin d´une approche 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-boîte de vitesse avec l´accouplement à disque, l´équipe s´est servie de RotAlign Touch avec sa fonctionnalité Live Trend. Live Trend enregistre en continu les changements de décalage et d´angle des positions verticales et horizontales lors de la montée en régime, du fonctionnement et de la descente en régime, ce qui permet de voir les mouvements thermiques de la machine plutôt que de se fier à des instantanés froids ou chauds.

Installation sur site en Suède

Des techniciens du fabricant de turbines ont installé des capteurs RotAlign Touch sur la turbine à l´aide de supports magnétiques, rendant le placement rapide et simple. Les ingénieurs Fluke à Munich ont vérifié l´installation à distance via des vérifications par photos et par communications. RotAlign Touch a alors 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 Live Trend a été lancée et autorisée à se dérouler en continu. Environ tous les deux jours, un technicien mettait la mesure en pause, enregistrait les résultats, téléchargeait le fichier sur le cloud et redémarrait la session. Ce processus créait un calendrier continu de déplacement des machines sans perturber le fonctionnement de la turbine. La mesure Live Trend a duré 23 jours sans interruption, période durant laquelle l´équipe a observé des changements d´alignement au cours des multiples phases de test.

Exemple d´installation avec un support magnétique :

Analyse à distance à Munich

Les ingénieurs de Fluke ont accédé à chaque fichier téléchargé sur le cloud avec ARC 4.0, le logiciel d´analyse d´alignement et de surveillance d´état.

Après chaque cycle d´analyse, les ingénieurs partageaient des graphiques et des fichiers de données avec l´assureur, offrant une vue claire et continue de la performance du nouvel accouplement en conditions réelles de fonctionnement.

Résultats

Les données de Live Trend ont montré que l´accouplement à disque s´est comporté comme prévu à l´horizontale une fois la turbine en état de fonctionnement.

Les données Live Trend ont montré quelques divergences avec les valeurs attendues en verticale.

Live Trend a permis aux experts de tirer les conclusions suivantes :

• Mouvement vertical du générateur : +0,07 mm (contre un objectif de +0,20 mm)
• Expansion horizontale de la boîte de vitesses : 54 mm (contre un objectif de 0,53 mm)
• Résultats supplémentaires : Live Trend a identifié un léger mouvement angulaire vertical de +0,09 mm/200 mm, que le fabricant de la turbine n´avait pas encore identifié.

Sur plusieurs intervalles de mesure, le train de la machine affichait des changements de position stables et prévisibles, du démarrage à l´exploitation régulière. A chaque fichier téléchargé depuis le site de la turbine, les ingénieurs basés à Munich ont confirmé que le mouvement thermique réel de la turbine correspondait plus ou moins aux attentes et restait dans des limites de sécurité. L´assureur et le fabricant ont reçu une documentation complète et conforme aux normes, ce qui leur a donné la confiance nécessaire pour aller de l´avant avec la mise à niveau de l´accouplement sans nécessiter un spécialiste sur place.

Conclusion

Ce projet démontre comment des fonctionnalités RotAlign Touch telles que Live Trend, ARC 4.0 et la connectivité Fluke Cloud peuvent fournir une évaluation complète de l´alignement à distance. En capturant les mouvements de machines réels et en analysant chaque jeu de données à Munich, l´équipe a pu évaluer une turbine en Suède sans se rendre sur place. Cela a permis de réaliser des économies sur les frais de déplacement et les heures d´attente inutiles sur site. Le résultat est une démonstration claire de la manière dont les diagnostics d´alignement à distance peuvent aider à prendre des décisions critiques, réduire les frictions logistiques et offrir une meilleure visibilité sur le comportement des machines, en particulier pour les équipements rotatifs de grande taille et de grande valeur.

Répercussions sur l´entreprise

Pour la compagnie d´assurance et l´OEM

• Alignement vérifié sans envoyer de spécialiste sur le site
• Certitude que l´accouplement à entretoise plus lourd restait dans des limites acceptables
• Documentation horodatée adaptée à l´audit et à l´analyse technique

Pour l´opérateur de la turbine

• Aucune interruption du fonctionnement de la turbine pendant la mesure
• Compréhension claire du comportement thermique et positionnel réel
• Assurance que le train mécanique restait stable avec le nouvel accouplement