Bezplatný inženýrský nástroj #020
Mezní hodnoty vibrací – parní turbíny & generátory >40 MW
Vyhodnocuje intenzitu vibrací parních turbín a generátorů dle normy ISO 20816-2. Podporuje měření rychlosti ložiskové skříně a relativního posunutí hřídele.
Výsledky
| Zóna | Hranice | Popis |
|---|
Rozsah normy ISO 20816-2
Norma ISO 20816-2 specifikuje kritéria pro hodnocení vibrací parních turbín a generátorů s výkonem přesahujícím 40 MW, pracujících při otáčkách mezi 1500 a 3600 ot/min (výroba energie 50/60 Hz). Zahrnuje vibrace ložiskových skříní i relativní vibrace hřídele.
Skříň ložiska vibrací
Širokopásmová efektivní rychlost vibrací se měří na tělese ložiska (patě) v mm/s RMS, typicky ve frekvenčním rozsahu 10–1000 Hz. Níže uvedené mezní hodnoty odpovídají sloupci publikované tabulky pro otáčky hřídele 1500 ot/min a 1800 ot/min; pro stroje s otáčkami 3000–3600 ot/min jsou publikované meze vyšší (A/B 3,8, B/C 7,5, C/D 11,8 mm/s RMS), takže toto zjednodušené jednotné tabulkové řešení je pro dvoupólové stroje konzervativní.
| Hranice zóny | Rychlost (mm/s RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.8 |
| B/C | 5.3 |
| C/D | 8.5 |
Relativní posunutí hřídele
Vibrace hřídele se měří pomocí snímačů blízkosti a vyjadřují se jako mezivrcholový posun v μm. Tyto hodnoty jsou pro obecné použití zjednodušeny.
| Hranice zóny | Posun (μm pp) |
|---|---|
| A/B | 50 |
| B/C | 100 |
| C/D | 165 |
ℹ️ Poznámka: Mezní hodnoty posunutí hřídele se mohou lišit v závislosti na provozních otáčkách. Výše uvedené hodnoty jsou pro obecné použití zjednodušené. Přesné mezní hodnoty závislé na otáčkách naleznete v plné normě ISO 20816-2.
⚠️ Důležité: Měly by se monitorovat vibrace ložiskové skříně i hřídele. Stroj může vykazovat nízké vibrace ložiskové skříně, ale vysoké vibrace hřídele, nebo naopak. Celkové hodnocení určuje horší z těchto dvou hodnot.
ISO 20816-2 applies to steam turbines and generators with power output greater than 40 MW, operating at speeds between 1500 and 3600 RPM (for 50/60 Hz power generation). This includes:
- Large power station turbine-generator sets
- Industrial steam turbines driving generators
- Combined-cycle plant steam turbines
- Nuclear power plant turbine-generators
Bearing housing vibration is measured with sensors mounted on the bearing pedestal, expressed in mm/s RMS. It reflects the vibration transmitted through the bearing to the support structure.
Shaft relative vibration is measured with proximity probes inside the bearing, expressed in μm peak-to-peak. It measures the actual shaft orbit relative to the bearing clearance.
Both measurements are essential — bearing housing vibration alone may miss internal rotor issues on stiff foundations.
Steam turbines use fluid-film (journal) bearings where the bearing housing may show low vibration even when the shaft has significant movement. Shaft relative measurement captures:
- Rotor unbalance and thermal bowing
- Oil whirl and oil whip instabilities
- Rotor cracks and rubs
- Misalignment between coupled rotors
Monitoring shaft vibration is critical for early detection of developing faults.
For Zone C on a steam turbine or generator:
- Immediately notify plant management and operations
- Investigate root cause — check balance condition, alignment, bearing condition, foundation, thermal state
- Increase monitoring frequency to continuous if not already
- Plan corrective action for the next available outage
- Monitor trend — if approaching Zone D, consider load reduction or planned shutdown
ISO 20816-2 consolidates the former ISO 10816-2 (bearing housing vibration) and ISO 7919-2 (shaft vibration) for steam turbines into a single unified standard. The zone boundaries are essentially the same, but the new standard provides updated guidance on combined evaluation using both measurement types.
Postupy popsané na této stránce vyvinul a v terénu otestoval tým Vibromera pomocí přístroje Balanset-1A, přenosného dvoukanálového vyvažovacího přístroje a analyzátoru vibrací pro vyvažování rotorů na místě.
Profesionální analyzátory vibrací a systémy pro vyvažování turbínových strojů na místě. Hodnocení na místě dle normy ISO 20816. Používá se ve více než 50 zemích.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko je inženýr vibrační analýzy a zakladatel a generální ředitel společnosti Vibromera. Více než 15 let vyvažuje rotační stroje přímo v provozu, a ne na zkušebním stavu: mulčovače, průmyslové ventilátory, drtiče, odstředivky, hřídele a vřetena. Právě z této práce vzešly přístroje Balanset — byly navrženy jako nástroj, který si odborník může vzít ke stroji a použít sám, přímo na místě, nikoli jako laboratorní vybavení. Vibromera byla založena v roce 2017 a od roku 2023 sídlí v portugalském Portu. Zde probíhá vývoj, montáž i podpora řady Balanset. Vlajkovým přístrojem je Balanset-1A, přenosný analyzátor pro vyvažování v jedné a ve dvou rovinách a pro diagnostiku vibrací. Nikolai se osobně podílí na zákaznické podpoře, na řešení obtížných případů vyvažování i na vývoji softwaru. Pracuje se zákazníky po celém světě, v jakémkoli jazyce.
