Besplatni inženjererski alat #023
Limitacije vibracije — hidro turbine i pumpne jedinice
Procijenite ozbiljnost vibracije za hidraulične turbine, pump-turbine i pumpe prema ISO 20816-5. Podržava merenja brzine ležajnog kućišta i pomeranja osovine.
Rezultati
| Zona | Granica | Opis |
|---|
Obim ISO 20816-5
ISO 20816-5 određuje kriterijume za ocenu vibracije za hidrauličke mašine uključujući Kaplan, Francis i Pelton turbine, pump-turbine i pumpe koje se koriste u hidroelektranama. Pokriva i vertikalne i horizontalne konfiguracije mašina.
Vibracija ležajnog kućišta — vertikalne mašine
Širokopojasna brzina vibracija mjerena na kućištu ležaja u mm/s RMS, tipično u opsegu 10–1000 Hz. Primjenjuje se na vertikalne Kaplan, Francis, pump-turbine i pumpne jedinice. Vrijednosti granica zona na ovoj stranici su pojednostavljene smjernice iz serije ISO 10816/20816; tabele specifične za grupu mašina i brzinu iz ISO 20816-5 razlikuju se u detaljima i trebaju se konsultovati za ugovorne ili prijemne evaluacije.
| Granica zone | Brzina (mm/s RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.8 |
| B/C | 5.3 |
| C/D | 8.5 |
Vibracija kućišta ležaja — horizontalna Peltonova turbina
Horizontalne Peltonove turbine imaju niže dozvoljene granice zbog rasporeda ležaja i karakteristika impulsnog opterećenja.
| Granica zone | Brzina (mm/s RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.3 |
| B/C | 4.5 |
| C/D | 7.1 |
Pomjeranje vratila — vertikalne mašine
Relativno pomjeranje vratila mjeri se sondama blizine, izraženo kao pomjeranje od vrha do vrha u μm.
| Granica zone | Pomjeranje (μm p-p) |
|---|---|
| A/B | 80 |
| B/C | 160 |
| C/D | 260 |
ℹ️ Napomena: Vertikalne hidro-mašine imaju jedinstvene karakteristike vibracija zbog gravitacije koja djeluje duž ose vratila. Stanje potisnog ležaja i hidrauličke sile (surge u usisnom cjevovodu, kavitacija) značajno utiču na ponašanje vibracija.
⚠️ Važno: Trebaju se pratiti vibracije i kućišta ležaja i vratila. Lošija od dvije procjene određuje cjelokupnu evaluaciju. Radni uslovi (opterećenje, pad, nivo vode donije) snažno utiču na nivoe vibracija u hidro-mašinama.
ISO 20816-5 applies to hydraulic machines including:
- Vertical Kaplan turbines
- Vertical Francis turbines
- Vertical pump-turbines (reversible)
- Horizontal Pelton turbines
- Vertical pumps
These machines operate in hydroelectric power plants with typical speeds from 60 to 1000 RPM.
Hydraulic machines operate at much lower speeds (60–500 RPM vs 1500–3600 RPM for steam turbines) and experience unique hydraulic excitation forces:
- Draft tube surge and pressure pulsations
- Cavitation-induced vibration
- Wicket gate and runner vane pass frequencies
- Von Kármán vortex shedding
Vertical machines also have additional considerations for thrust bearing vibration and axial hydraulic forces.
Shaft displacement is measured using proximity probes mounted near the guide bearings, measuring peak-to-peak displacement in micrometers (μm p-p). This is critical for vertical machines where shaft orbit monitoring reveals:
- Unbalance and misalignment
- Hydraulic instabilities
- Guide bearing wear
- Seal rub conditions
Horizontal Pelton turbines have lower vibration limits than vertical machines because:
- Horizontal bearing arrangements are more sensitive to dynamic forces
- Impulse loading from the Pelton bucket jet impact produces distinct vibration
- Gravity loads on horizontal bearings create different dynamic behavior
The Zone A/B boundary is 2.3 mm/s vs 2.8 mm/s for vertical machines.
For Zone C on a hydro turbine:
- Investigate root causes: runner cavitation, draft tube surge, guide bearing wear, shaft misalignment, hydraulic resonance
- Increase monitoring frequency to continuous if not already
- Consider load restrictions to reduce hydraulic excitation
- Plan corrective action during the next scheduled outage
- Monitor trend carefully — if approaching Zone D, consider shutdown
Procedure opisane na ovoj stranici razvio je i terenski testirao tim Vibromera koristeći Balanset-1A, prenosivi dvokanalni balanser i analizator vibracija za balansiranje rotora na licu mjesta.
Profesionalni analizatori vibracija i sistemi za polje balanseranja hidro-mašina. Procjena u skladu sa ISO 20816 na mjestu primjene. Korišteni u 50+ zemalja.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko je inženjer analize vibracija te osnivač i izvršni direktor kompanije Vibromera. Više od 15 godina balansira rotacionu opremu na terenu, a ne na ispitnom stolu: malčere, industrijske ventilatore, drobilice, centrifuge, vratila i vretena. Upravo je iz tog rada nastala serija instrumenata Balanset — osmišljeni su kao alat koji stručnjak može ponijeti do mašine i njime raditi sam, na licu mjesta, a ne kao laboratorijska oprema. Vibromera je osnovana 2017. godine, a od 2023. sjedište joj je u Portu u Portugalu. Ovdje se odvijaju razvoj, sklapanje i podrška za liniju Balanset. Vodeći instrument je Balanset-1A, prijenosni analizator za balansiranje u jednoj i dvije ravni te za vibracijsku dijagnostiku. Nikolai lično učestvuje u podršci korisnicima, u rješavanju složenih slučajeva balansiranja i u razvoju softvera. Radi s korisnicima širom svijeta, na bilo kojem jeziku.
