Услуги по балансиране ' Турбини и турбокомпресори

Балансиране на турбини и турбокомпресори - на място, при работна скорост

Парни турбини, газови турбини, хидротурбинни работни колела, главни валове на вятърни турбини и ротори на промишлени турбокомпресори се въртят толкова бързо, че дори ексцентрицитети от микрограмове създават разрушителни вибрации. Ние ги балансираме в собствените си лагери, със скорост на движение - без разглобяване, без изпращане в сервиз - и документиране на резултата по ISO 20816 и ISO 21940-11.

Купете Balanset-1A Попитайте нашия инженер

Балансиране на полето на турбини и турбокомпресори с измерване на вибрациите в корпуса на лагера

Накратко: Роторите на турбини и промишлени турбокомпресори се балансират на място при работна скорост, като се използва методът на коефициента на влияние. Вибрационните сензори на корпусите на лагерите и лазерният тахометър измерват амплитудата и фазата; Balanset-1A изчислява точната коригираща маса и ъгъл за една или две равнини; след монтиране на тежестта остатъчните вибрации се проверяват спрямо границите на зоните по ISO 20816 за конкретния клас турбина и клас G по ISO 21940-11 за ротора. Целият процес - от първото пускане до документирания резултат - обикновено отнема по-малко от една работна смяна на място.

Признаци, че турбината или турбокомпресорът не са балансирани

Високоскоростните ротори на турбините усилват значително последиците от дисбаланса. Тези предупредителни сигнали никога не трябва да се пренебрегват:

1× вибрация на вала Преобладаващата вибрационна компонента при работна честота е пряк спектрален признак на остатъчния дисбаланс на ротора и трябва да се оцени спрямо границите на зоната по ISO 20816.

Повишаване на температурата на лагера Динамичните натоварвания от дисбаланс нагряват челните лагери и лагерите с търкалящи се елементи над проектната им стойност, като ускоряват разрушаването на маслото и скъсяват интервалите на обслужване.

Възбуждане на резонанса на острието Вибрацията на вала, задвижвана от дисбаланс, се свързва с редицата лопатки; пресичането на диаграмата на Кембъл при собствената честота на лопатката може да доведе до счупване на лопатката.

Протриване на уплътненията и течове на масло Роторът, който обикаля извън центъра, затваря хлабините от едната страна на уплътнителния пръстен, като създава следи от триене върху лабиринтните или въглеродните уплътнения и позволява изтичането на масло или пара.

Пътуване при свръхвибрация Съвременните системи за защита на турбината задействат устройството, когато вибрациите надхвърлят прага за зона D по ISO 20816. Повтарящите се изключвания, докато машината е здрава, обикновено водят до постепенно натрупване на дисбаланс.

Високи вибрации след поддръжка Пренареждането, почистването или повторното сглобяване променят разпределението на масата и трябва да бъдат последвани от проверка за балансиране преди връщане в експлоатация.

Защо турбините губят равновесие - и колко струва това

Турбинните ротори работят при скорости, при които се държат по-скоро като гъвкави тела, отколкото като твърди маси — те се огъват леко под въздействието на собственото си тегло и аеродинамичното натоварване, така че ефективният център на масата се измества между режимите. Дисбалансът се натрупва чрез ерозия на острието и натрупване на отлагания в парни и газови турбини, кавитационни повреди в хидравличните ходове, акреция на лед върху лопатките на вятърните турбини, и износване на уплътнението което променя въртящата се маса. При турбокомпресорите отлаганията от въглерод и сажди върху турбинното колело са основната причина и могат да се развият в рамките на хиляди работни часове.

Разходите за игнориране на дисбаланса на турбината се простират далеч отвъд подмяната на лагерите: повредите от умора на лопатките налагат продължителни ремонти, протриването на уплътненията изисква прецизна повторна обработка, а едно принудително прекъсване на работа на електроцентрала с базово натоварване струва в пъти повече от целия годишен бюджет за поддръжка. Измерването на вибрациите на място в съответствие със семейството ISO 20816 дава на операторите обективните данни, необходими за вземане на решение между незабавна намеса и продължаване на наблюдаваната работа - разликата между планирана корекция и непланирано спиране.

×10живот на лагера при намаляване на вибрациите наполовина

-70%типичен спад на вибрациите след балансиране

2самолети, балансирани при едно посещение

<1 смянатипична продължителност на работата на място

Защо намаляването на вибрациите наполовина увеличава многократно живота на лагерите

ISO 281 определя номиналния живот на търкалящите лагери като L₁₀ = (C/P)^p, където P е динамичното натоварване, понасяно от лагера, а експонентата p = 3 за сачмени лагери и 10/3 за ролкови лагери. Остатъчен дисбаланс е че въртящото се радиално натоварване P и амплитудата на вибрациите го следват пряко - така че намаляването на вибрациите наполовина намалява P и увеличава живота на лагера с 2^p: за 8× за сачмени лагери и ~10× за ролкови лагери (2^10/3 ≈ 10). Изпълнете собствените си числа в нашия калкулатор на експлоатационния живот на лагерите.

Как балансираме турбина или турбокомпресор - стъпка по стъпка

Балансирането на полето с Balanset-1A се извършва по метода на коефициента на влияние - същата процедура, която можете да приложите сами с устройството. Изискванията за прецизност при турбините са по-строги, а протоколите за безопасност - по-взискателни, отколкото при повечето други ротори:

Измерване на базовата линия. Сензорите за вибрации се монтират на корпусите на лагерите или на пиедесталите; лазерен тахометър улавя фазовия ъгъл на вала. При работа с постоянна скорост се записват амплитудата и фазата на вибрациите за всяка измервателна равнина и се установява положението на зоната по ISO 20816.
Добавете пробна тежест. Прецизно изработената пробна тежест се монтира в известна радиална позиция на балансиращата равнина - обикновено в жлеб на кръга на болта или в джоб на върха на острието. Роторът се движи отново със същата скорост, така че инструментът да улови реакцията на системата.
Оставете устройството да изчисли. Balanset-1A прилага матрицата на коефициентите на влияние, за да определи точната коригираща маса и ъгловото положение за всяка равнина, като се стреми към най-строгия клас G по ISO 21940-11, който геометрията на ротора позволява.
Поставете корекционните тежести. Коригиращите маси се монтират в изчислената позиция и пробното тегло се отстранява. Промяната на нетната маса се записва за целите на документацията на ОЕМ и проследимостта.
Проверете по ISO 20816. Окончателният пробег при работна скорост потвърждава, че широколентовите средноквадратични стойности и 1× синхронната амплитуда са в рамките на приложимата зона за приемане по ISO 20816. Резултатите се записват в доклада за задачата.

Какво балансираме

Ротори на промишлени парни турбини (противоналягане и кондензация)
Газотурбинни силови секции и компресорни колела
Хидроелектрически редуктори на Францис, Каплан и Пелтон
Сглобки на главните валове на вятърните турбини
Турбинни и компресорни колела на промишлени турбокомпресори (работни скорости до ≈60 000 RPM)
Ротори за разширяване на микротурбини и ORC
Работни колела на турбовентилатори и високоскоростни компресори
Аксиални и радиални ротори за изпитване на турбини

Допустими отклонения и стандарти - семейство ISO 20816

ISO 20816 е окончателният многокомпонентен стандарт за оценка на механичните вибрации на машините чрез измервания на невъртящи се части (корпуси на лагери, пиедестали). Всяка част обхваща конкретен клас турбини и определя четири зони на тежест (A-D) за широколентова средноквадратична скорост или преместване:

ISO 20816-2 - Сухоземни парни турбини и генератори с мощност над 50 MW. Праговете за зона А/В обикновено са 2,3 и 4,5 mm/s RMS; за зона D (изключване) обикновено са 7,1 mm/s.
ISO 20816-4 - Газови турбини с мощност над 3 MW, включително промишлени аеродинамични агрегати. Определя отделни граници за вибрациите на корпуса на лагера и относителното преместване на вала.
ISO 20816-5 - Хидравлични машини (помпи и турбини) в електроцентрали, включително турбини на Франсис, Каплан и Пелтон. Вибрационните зони отчитат хидравличното възбуждане, както и механичния дисбаланс.
ISO 20816-21 - Вятърни турбини на сушата и в морето. Обхваща вибрациите на главния лагер, скоростната кутия и генератора, оценени по време на нормална експлоатация.

Допустимите отклонения на баланса на ротора за всички типове турбини се определят от ISO 21940-11 G-класове. Високоскоростните турбини обикновено изискват G 1.0 или G 2.5. ISO 21940-11 посочва турбокомпресорите при G 6.3 сред общите си примери за ротори и предоставя рамката за изчисляване на G-класа; специфичните допуски за турбокомпресори обикновено се задават от OEM производителя и могат да бъдат по-строги от общите примери в ISO. Нашите измервания с Balanset-1A ви дават данните, с които да докажете съответствие едновременно с приемните граници за вибрации по ISO 20816 и с пределите за остатъчен дисбаланс по ISO 21940-11 в рамките на една сесия на място.

За безопасността при резонанс на лопатките пресичанията с критична скорост се картографират по методологията на диаграмата на Кембъл; нашите Калкулатор на честотата на турбинните лопатки позволява да се провери дали собствената честота на лопатките попада в работния диапазон на скоростта преди пускане в експлоатация или след пренареждане на лопатките.

Balanset-1A - вашият пълен комплект за балансиране на полето за турбини

Всичко на тази страница се прави с един преносим инструмент: Balanset-1A. Това е двуканален динамичен балансьор и вибрационен анализатор, който балансира роторите на турбини и турбокомпресори. в собствените си лагери, при работна скорост, като използва 3-пусковия метод с коефициенти на влияние — софтуерът изчислява точната корекционна маса и ъгъл и записва отчет. Вибрационният му канал покрива 5–1000 Hz, което съответства на 1× работни скорости приблизително 300–60 000 RPM (най-добра точност до ≈33 000 RPM / 550 Hz); колелата на автомобилни турбокомпресори, въртящи се с 100 000–300 000 RPM, са извън този диапазон и изискват специализирано високоскоростно оборудване за балансиране.

Пълен комплект за балансиране Balanset-1A със сензори, лазерен тахометър, везна и куфар

Какво има в пълния комплект

€1,975 - Пълен комплект, на склад, фактура с ДДС

Интерфейсен измервателен модул (USB, 2 канала)
Два вибрационни акселерометъра (4 м кабел, 10 м по избор)
Лазерен тахометър / оптичен фазов сензор (50-500 mm)
Магнитна стойка за сензора
Цифрова везна за пробни и коригиращи тегла
Софтуер за балансиране и анализ на Windows
Пластмасов транспортен калъф

Преглед на Balanset-1A Попитайте нашия инженер

Препоръчано

Пълен комплект

Устройство - 2 сензора - лазерен тахометър - магнитна стойка - цифрова везна - софтуер - транспортен куфар. Всичко необходимо, за да започнете да балансирате турбини, извадено от кутията.

OEM

Комплект OEM

Устройство - 2 сензора - лазерен тахометър - софтуер. За интегратори, които вече разполагат със стойка, везна и куфар, или които вграждат устройството в балансираща машина.

Основни технически спецификации
Параметър	Стойност
Измервателни канали	2 (балансиране в една и две равнини)
Диапазон на скоростта на вибрациите	0.2–80 mm/s RMS
Честотен диапазон	5–1000 Hz (≤10% грешка на амплитудата над 550 Hz)
Точност на измерването	±5% от пълната скала
Метод	Коефициент на влияние на 3 хода (1 или 2 равнини)
Анализ	Амплитуда и фаза при 1×, FFT спектър и форма на вълната, запазени отчети
Лаптоп	Не е включено в комплекта (компютър с Windows, предлага се при поискване)

✓ В наличност✓ DHL Португалия €35✓ DHL за цял свят €110✓ 2-годишна гаранция✓ Фактура за ДДС✓ Инженерна поддръжка

Балансиране на турбини и турбокомпресори в полеви условия

Ротор на турбокомпресор, подготвен за балансиране на полето с Balanset-1A

Ротор на балансиращата уредба

Високоскоростен турборотор, оборудван с инструменти за балансиране на полето в две равнини с Balanset-1A.

Измерване на вибрациите на ротора на турбината в корпуса на лагера

Измерване на вибрациите в лагера

Сензор и лазерен тахометър в лагера улавят 1× амплитуда и фаза при скорост на движение.

Полево балансиране срещу машина за балансиране - кое е правилно?

Сравнение: балансиране на място в полето срещу балансираща машина в работилницата
Критерий	Балансиране на полето (Balanset-1A)	Работилница за балансиране
Необходимо е отстраняване на ротора	Не - балансирано на място	Да - пълно разглобяване
Действителни условия на работа	Да - истинска скорост, истински лагери	Не - ниска скорост, различни опори
Престой	Часове за една смяна	Дни до седмици
Отчитане на ефектите на гъвкавия ротор	Да - включено е огъване при скорост	Не при ниска скорост на движение в магазина
Проверка на вибрациите по ISO 20816	Вградени в процедурата	Отделна стъпка след повторното сглобяване
Корекция в две равнини	Да (едновременно за двата самолета)	Да
Преносим - за всеки сайт	Да - побира се в калъф за носене	Само фиксирана работилница
Типична цена на задача	Ниска (без транспорт, без кран)	Висока (логистика + време за работа)

Безплатни калкулатори за турбини

ISO 20816-2 вибрации на парни турбини ISO 20816-4 вибрации на газови турбини ISO 20816-5 вибрации на хидромашини ISO 20816-21 вибрации на вятърни турбини Честота на лопатките на турбината (Campbell) Остатъчен дисбаланс (ISO 1940) Калкулатор за продължителността на живота на лагера

Често задавани въпроси за балансиране на турбината

Може ли роторът на турбината да се балансира на място или е необходима балансираща машина?

Много промишлени турбинни ротори могат да бъдат балансирани на място чрез метода на коефициентите на влияние. Балансирането на място се извършва при действителна работна скорост и реални условия на лагеруване, което често е по-представително от балансирането в цех при ниска скорост върху различни опори. Balanset-1A извършва изчисленията за двете равнини и дава резултат, съответстващ на ISO. За много високоскоростни ротори с периферна скорост над няколкостотин метра в секунда може да се наложи и допълнително нискоскоростно балансиране във вакуумна камера — но финното балансиране на място след монтажа е стандартна практика.

Коя част от ISO 20816 се отнася за моята турбина?

Използвайте ISO 20816-2 за големи наземни парни турбини и генератори с мощност над 50 MW. ISO 20816-4 обхваща промишлени газови турбини над 3 MW. ISO 20816-5 се прилага за хидравлични турбини и помпено-турбинни агрегати в електроцентрали. ISO 20816-21 урежда вибрациите на задвижващите механизми на вятърните турбини. За по-малките машини, които не са изрично обхванати, рамката се осигурява от ISO 20816-3 (промишлени машини 15-300 kW) или ISO 20816-1 (общо). Нашите пет калкулатора прилагат директно праговете на зоните на всяка част.

От каква степен на балансиране се нуждае турбокомпресорът?

ISO 21940-11 посочва турбокомпресорите при G 6.3 сред общите си примери за ротори и предоставя изчислителната рамка; действителният допуск за колела от автомобилен тип, въртящи се със 100 000–300 000 RPM, се задава от OEM производителя и обикновено е много по-строг от общите примери в ISO — балансирането при такива скорости също изисква специализирано високоскоростно оборудване. Промишлените турбокомпресори, работещи при по-ниски скорости, обикновено се балансират до G 1.0 или G 2.5. Калкулатор за остатъчен дисбаланс преобразува масата и скоростта на ротора в точна стойност в g-mm за всяка степен G.

Турбината ми се срива от свръхвибрации след всеки основен ремонт - защо?

Повторното сглобяване след основен ремонт почти винаги променя масовия център на ротора, тъй като подмяната на лопатките, новите уплътнения и повторно затегнатите болтове променят състоянието на баланса. Проверката на баланса - и корекцията, ако е необходимо - е задължителна стъпка за пускане в експлоатация след всеки основен ремонт на турбината, а не допълнителна опция. Границите на зоните по ISO 20816 ви дават ясен критерий за приемане преди връщане в експлоатация.

Може ли Balanset-1A да измерва вибрациите на корпуса на лагера съгласно ISO 20816?

Да. Balanset-1A регистрира вибрациите в mm/s RMS, което е величината, използвана в ISO 20816 за класифициране на зоните на лагерните корпуси. Прикрепете сензора за вибрации към корпуса на лагера, пуснете машината при нормална работна скорост и сравнете резултата със зоновата таблица на съответната част - или използвайте един от петте турбинни калкулатора на тази страница, за да направите сравнението автоматично.

Как да разбера дали да балансирам в една или в две равнини?

Роторите, при които осевата дължина е по-малка от около половината от диаметъра (дисковидни), обикновено се балансират в една равнина. По-дългите ротори — повечето турбини, многостъпални компресори и турбокомпресорни възли с турбинно и компресорно колело — се нуждаят от корекция в две равнини, за да се елиминира както статичният, така и динамичният дисбаланс. Balanset-1A поддържа и двата режима; изберете двуплоскостен режим, ако фазата на вибрациите се различава значително между двете лагерни позиции.

Научете теорията

Балансиране на място Класове на качество на балансиране Динамично балансиране Резонанс на острието Остатъчен дисбаланс Балансиране в две равнини

Оценяване и балансиране на вашата турбина - по стандарт ISO

Balanset-1A измерва вибрациите на корпуса на лагера съгласно ISO 20816 и извършва балансиране на полето в две равнини съгласно ISO 21940-11 - с един преносим инструмент можете да диагностицирате и коригирате, като резултатът е документиран за всяка задача.

Преглед на Balanset-1A Задайте въпрос във форума