Tasuta inseneritööriist #023
Vibratsioonipiirid — hüdroturbiinid ja pumpaseadmed
Hinnake hüdrauliliste turbiinide, pumpturbiinide ja pumpade vibratsiooni tugevust vastavalt standardile ISO 20816-5. Toetab laagrikorpuse kiiruse ja võlli nihke mõõtmisi.
Tulemused
| Tsoon | Piir | Kirjeldus |
|---|
ISO 20816-5 ulatus
ISO 20816-5 määrab kindlaks vibratsiooni hindamise kriteeriumid hüdrauliliste masinate, sealhulgas Kaplani, Francise ja Peltoni turbiinide, pump-turbiinide ja hüdroelektrijaamades kasutatavate pumpade jaoks. See hõlmab nii vertikaalseid kui ka horisontaalseid masinakonfiguratsioone.
Laagrikorpuse vibratsioon — vertikaalsed masinad
Laiaribaline võnkekiirus, mõõdetud laagripesal ühikus mm/s RMS, tavaliselt vahemikus 10–1000 Hz. Kehtib vertikaalsete Kaplani, Francise, pump-turbiini ja pumbaagregaatide kohta. Sellel lehel toodud tsoonipiiride väärtused on lihtsustatud suunavad väärtused ISO 10816/20816 seeriast; ISO 20816-5 masinagrupi- ja kiiruspõhised tabelid erinevad detailides ning neid tuleks kasutada lepinguliste või vastuvõtuhinnangute korral.
| Tsooni piir | Kiirus (mm/s RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.8 |
| B/C | 5.3 |
| C/D | 8.5 |
Laagrikorpuse vibratsioon — horisontaalne Pelton
Horisontaalsetel Peltoni turbiinidel on laagrite paigutuse ja impulsskoormuse omaduste tõttu madalamad lubatud piirid.
| Tsooni piir | Kiirus (mm/s RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.3 |
| B/C | 4.5 |
| C/D | 7.1 |
Võlli nihe — vertikaalsed masinad
Võlli suhtelist nihet mõõdetakse lähedusanduritega ja seda väljendatakse tippudevahelise nihkena μm-des.
| Tsooni piir | Nihe (μm pp) |
|---|---|
| A/B | 80 |
| B/C | 160 |
| C/D | 260 |
ℹ️ Märkus: Vertikaalsetel hüdromasinatel on ainulaadsed vibratsiooniomadused, mis tulenevad võlli teljele mõjuvast gravitatsioonist. Tõukelaagri seisukord ja hüdraulilised jõud (imitoru pulsatsioon, kavitatsioon) mõjutavad vibratsioonikäitumist oluliselt.
⚠️ Tähtis: Jälgida tuleks nii laagrikorpuse kui ka võlli vibratsiooni. Kahest hinnangust halvim on määrav üldhinnangu seisukohalt. Töötingimused (koormus, survekõrgus, alaveetase) mõjutavad oluliselt hüdromasinate vibratsioonitaset.
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
Sellel lehel kirjeldatud protseduurid töötas välja ja testis välitingimustes Vibromera meeskond, kasutades Balanset-1A-d, kaasaskantavat kahekanalilist tasakaalustusseadet ja vibratsioonianalüsaatorit rootorite tasakaalustamiseks kohapeal.
Professionaalsed vibratsioonianalüsaatorid ja välja tasakaalustussüsteemid hüdroelektrimasinatele. ISO 20816 nõuetele vastav kohapealne hindamine. Kasutusel enam kui 50 riigis.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko on vibratsioonianalüüsi insener ning Vibromera asutaja ja tegevjuht. Rohkem kui 15 aastat on ta tasakaalustanud pöörlevaid seadmeid kohapeal, mitte katsestendil: multšereid, tööstuslikke ventilaatoreid, purustajaid, tsentrifuuge, võlle ja spindleid. Just sellest tööst kasvasid välja Balanset seadmed — need kavandati tööriistana, mille spetsialist saab masina juurde kaasa võtta ja üksi kohapeal kasutada, mitte laboriseadmena. Vibromera asutati 2017. aastal ja alates 2023. aastast asub see Portos Portugalis. Siin toimub kogu Balanset seeria arendus, koostamine ja tugi. Lipulaevaks on Balanset-1A, kaasaskantav analüsaator ühe- ja kahetasapinnaliseks tasakaalustamiseks ning vibratsioonidiagnostikaks. Nikolai osaleb isiklikult klienditoes, keeruliste tasakaalustusjuhtumite lahendamises ja tarkvara arendamises. Ta töötab klientidega üle kogu maailma, mis tahes keeles.
