Servizi di bilanciamento ' Turbine e turbocompressori

Bilanciamento di turbine e turbocompressori - in situ, a velocità operativa

Le turbine a vapore, le turbine a gas, le turbine idroelettriche, gli alberi principali delle turbine eoliche e i rotori dei turbocompressori girano così velocemente che anche le eccentricità di microgrammi generano vibrazioni distruttive. Noi li bilanciamo nei propri cuscinetti, a velocità di marcia - nessun smontaggio, nessuna spedizione in officina - e documentare il risultato con le norme ISO 20816 e ISO 21940-11.

Ottenere il Balanset-1A Chiedete al nostro ingegnere

Bilanciamento del campo di turbine e turbocompressori con misurazione delle vibrazioni sull'alloggiamento dei cuscinetti

In breve: I rotori della turbina e del turbocompressore sono bilanciati in posizione alla velocità di esercizio, utilizzando il metodo del coefficiente di influenza. I sensori di vibrazione sugli alloggiamenti dei cuscinetti e un tachimetro laser misurano l'ampiezza e la fase; il Balanset-1A calcola la massa e l'angolo di correzione esatti per uno o due piani; dopo il montaggio del peso, la vibrazione residua viene verificata rispetto ai limiti di zona ISO 20816 per la classe specifica della turbina e al grado G ISO 21940-11 per il rotore. L'intero processo, dalla prima prova al risultato documentato, richiede in genere meno di un turno di lavoro in loco.

Segni di squilibrio della turbina o del turbocompressore

I rotori delle turbine ad alta velocità amplificano notevolmente le conseguenze dello squilibrio. Questi segnali di allarme non devono mai essere ignorati:

1× vibrazione dell'albero Una componente di vibrazione dominante alla frequenza di funzionamento è la firma spettrale diretta dello squilibrio residuo del rotore e deve essere valutata rispetto ai limiti di zona ISO 20816.

Aumento della temperatura del cuscinetto I carichi dinamici di sbilanciamento riscaldano i cuscinetti a perno e a corpi volventi oltre i limiti di progetto, accelerando il degrado dell'olio e riducendo gli intervalli di manutenzione.

Eccitazione della risonanza della lama Le vibrazioni dell'albero non bilanciato si accoppiano alla fila di pale; un incrocio del diagramma di Campbell a una frequenza naturale della pala può rompere una pala.

Sfregamenti delle guarnizioni e perdite d'olio Un rotore che orbita fuori centro chiude le distanze su un lato dell'anello di tenuta, producendo segni di sfregamento sulle tenute a labirinto o in carbonio e consentendo la fuoriuscita di olio o vapore.

Scatto in caso di sovramoltiplicazione I moderni sistemi di protezione delle turbine fanno scattare l'unità quando le vibrazioni superano la soglia della zona D della norma ISO 20816. Gli interventi ripetuti quando la macchina è in buone condizioni di salute sono generalmente riconducibili all'accumulo graduale di squilibri.

Vibrazioni elevate dopo la manutenzione La ribordatura, la pulizia o il rimontaggio modificano la distribuzione delle masse e devono essere seguiti da un controllo dell'equilibratura prima di tornare in servizio.

Perché le turbine perdono l'equilibrio e quanto costa

I rotori delle turbine operano a velocità tali da comportarsi come corpi flessibili piuttosto che come masse rigide: si piegano leggermente sotto il loro stesso peso e sotto il carico aerodinamico, per cui il centro di massa effettivo si sposta da una modalità all'altra. Lo squilibrio si accumula attraverso erosione delle lame e accumulo di depositi nelle turbine a vapore e a gas, danni da cavitazione in corridori idraulici, accrezione di ghiaccio sulle pale delle turbine eoliche e usura della guarnizione che modifica la massa rotante. Nei turbocompressori, i depositi di carbone e fuliggine sulla ruota della turbina sono la causa principale e possono svilupparsi in migliaia di ore di funzionamento.

Il costo dello sbilanciamento ignorato delle turbine va ben oltre la sostituzione dei cuscinetti: i guasti da fatica delle pale costringono a revisioni prolungate, gli sfregamenti delle tenute richiedono una rilavorazione di precisione e una singola interruzione forzata su una centrale elettrica a carico base costa multipli dell'intero budget annuale di manutenzione. La misurazione delle vibrazioni sul campo rispetto alla famiglia ISO 20816 fornisce agli operatori i dati oggettivi necessari per decidere tra un intervento immediato e il proseguimento del funzionamento monitorato - la differenza tra una correzione pianificata e un arresto non pianificato.

×10durata dei cuscinetti con vibrazioni dimezzate

-70%tipico calo delle vibrazioni dopo l'equilibratura

2piani bilanciati in una sola visita

<1 turnodurata tipica del lavoro in loco

Perché dimezzare le vibrazioni moltiplica la durata dei cuscinetti

ISO 281 definisce la vita nominale dei cuscinetti volventi come L₁₀ = (C/P)^p, dove P è il carico dinamico sopportato dal cuscinetto e l'esponente p = 3 per i cuscinetti a sfere e 10/3 per i cuscinetti a rulli. Squilibrio residuo È che il carico rotante P, e l'ampiezza delle vibrazioni lo seguono direttamente - quindi dimezzando le vibrazioni si dimezza P e si moltiplica per 2 la durata dei cuscinetti^p: circa 8× per i cuscinetti a sfera e ~10× per i cuscinetti a rulli (2^10/3 ≈ 10). Eseguite i vostri numeri nel nostro calcolatore della durata dei cuscinetti.

Come bilanciare una turbina o un turbocompressore - passo dopo passo

Il bilanciamento in campo con il Balanset-1A segue il metodo dell'influenza-coefficiente, la stessa procedura che potete eseguire voi stessi con il dispositivo. I requisiti di precisione per le turbine sono più severi e i protocolli di sicurezza più esigenti rispetto alla maggior parte degli altri rotori:

Misurare la linea di base. I sensori di vibrazione sono montati sugli alloggiamenti dei cuscinetti o sui piedistalli; un tachimetro laser rileva l'angolo di fase dell'albero. Una corsa a velocità costante registra l'ampiezza e la fase delle vibrazioni per ogni piano di misura e stabilisce la posizione della zona ISO 20816.
Aggiungere un peso di prova. Un peso di prova lavorato con precisione viene montato in una posizione radiale nota sul piano di bilanciamento, in genere una scanalatura del cerchio del bullone o una tasca della punta della lama. Il rotore gira di nuovo alla stessa velocità, in modo che lo strumento catturi la risposta del sistema.
Lasciate che il dispositivo calcoli. Il Balanset-1A applica la matrice dei coefficienti di influenza per determinare l'esatta massa di correzione e la posizione angolare per ogni piano, mirando al grado G più stretto consentito dalla geometria del rotore.
Applicare i pesi di correzione. Le masse di correzione vengono installate nella posizione calcolata e il peso di prova viene rimosso. La variazione di massa netta viene registrata per la documentazione OEM e la tracciabilità.
Verificare rispetto alla norma ISO 20816. Un'esecuzione finale a velocità operativa conferma che il valore RMS della banda larga e l'ampiezza sincrona 1× rientrano nella zona di accettazione ISO 20816 applicabile. I risultati vengono salvati nel rapporto di lavoro.

Cosa bilanciamo

Rotori di turbine a vapore industriali (a contropressione e a condensazione)
Sezioni di potenza della turbina a gas e ruote del compressore
Corridori idroelettrici Francis, Kaplan e Pelton
Gruppi di alberi principali di turbine eoliche
Turbina del turbocompressore e ruote del compressore
Rotori di microturbine e di espansori ORC
Giranti per turbosoffianti e compressori ad alta velocità
Rotori assiali e radiali per banchi di prova per turbine

Tolleranze e standard - Famiglia ISO 20816

ISO 20816 è lo standard definitivo in più parti per la valutazione delle vibrazioni meccaniche delle macchine mediante misure su parti non rotanti (alloggiamenti dei cuscinetti, piedistalli). Ogni parte riguarda una specifica classe di turbine e definisce quattro zone di severità (A-D) per la velocità RMS o lo spostamento a banda larga:

Norma ISO 20816-2 - Turbine e generatori a vapore terrestri di potenza superiore a 50 MW. Le soglie della zona A/B sono comunemente di 2,3 e 4,5 mm/s RMS; la zona D (intervento) è tipicamente di 7,1 mm/s.
Norma ISO 20816-4 - Turbine a gas con potenza superiore a 3 MW, comprese le unità aeroderivate industriali. Stabilisce limiti separati per le vibrazioni dell'alloggiamento dei cuscinetti e per lo spostamento relativo dell'albero.
Norma ISO 20816-5 - Macchine idrauliche (pompe e turbine) nelle centrali elettriche, compresi i canali Francis, Kaplan e Pelton. Le zone di vibrazione tengono conto dell'eccitazione idraulica e dello squilibrio meccanico.
ISO 20816-21 - Turbine eoliche onshore e offshore. Copre le vibrazioni di cuscinetti principali, riduttori e generatori valutate durante il normale funzionamento.

Le tolleranze di bilanciamento del rotore per tutti i tipi di turbina sono regolate da ISO 21940-11 Gradi G. Le turbine ad alta velocità richiedono tipicamente G 1.0 o G 2.5; le ruote del turbocompressore a 100 000-300 000 giri/minuto possono richiedere G 0.4. Le nostre misure Balanset-1A forniscono i dati per dimostrare la conformità ai limiti di accettazione delle vibrazioni della norma ISO 20816 e ai limiti di squilibrio residuo della norma ISO 21940-11 in un'unica sessione in loco.

Per la sicurezza della risonanza delle pale, gli incroci a velocità critica sono mappati utilizzando la metodologia del diagramma di Campbell; la nostra calcolatore di frequenza delle pale della turbina consente di verificare se la frequenza naturale di una lama rientra nell'intervallo di velocità operativa prima della messa in servizio o dopo la ri-laminazione.

Balanset-1A: il vostro kit completo di bilanciamento del campo per le turbine

Tutto ciò che viene presentato in questa pagina è realizzato con un unico strumento portatile: il Bilanciamento-1a. Si tratta di un bilanciatore dinamico a due canali e di un analizzatore di vibrazioni che bilancia i rotori di turbine e turbocompressori. nei propri cuscinetti, alla velocità di esercizio, utilizzando il metodo del coefficiente di influenza a 3 corse - il software calcola la massa e l'angolo di correzione esatti e salva un rapporto.

Kit di equilibratura completo Balanset-1A con sensori, tachimetro laser, bilancia e custodia

Cosa contiene il kit completo

€1,975 - Kit completo, in stock, fattura IVA

Interfaccia unità di misura (USB, 2 canali)
Due accelerometri a vibrazione (cavo da 4 m, 10 m opzionale)
Tachimetro laser / sensore ottico di fase (50-500 mm)
Supporto magnetico per il sensore
Bilancia digitale per pesi di prova e correzione
Software di bilanciamento e analisi in Windows
Valigia di trasporto in plastica

Visualizza il Balanset-1A Chiedete al nostro ingegnere

Consigliato

Kit completo

Unità - 2 sensori - tachimetro laser - supporto magnetico - bilancia digitale - software - valigetta di trasporto. Tutto il necessario per iniziare a bilanciare le turbine.

OEM

Set OEM

Unità - 2 sensori - tachimetro laser - software. Per gli integratori che dispongono già di un supporto, di una bilancia e di una custodia, o che incorporano l'unità in una macchina di bilanciamento.

Caratteristiche tecniche principali
Parametro	Valore
Canali di misura	2 (bilanciamento a un piano e a due piani)
Gamma di velocità di vibrazione	0,05–100 mm/s
Gamma di frequenza	5-300 Hz
Accuratezza della misura	±5% di fondo scala
Metodo	Coefficiente di influenza a 3 corse (1 o 2 piani)
Analisi	Ampiezza e fase a 1×, spettro e forma d'onda FFT, rapporti salvati
Computer portatile	Non incluso (PC Windows, disponibile su richiesta)

✓ In magazzino✓ DHL Portogallo €35✓ DHL in tutto il mondo €110✓ Garanzia di 2 anni✓ Fattura IVA✓ Assistenza agli ingegneri

Bilanciamento di turbine e turbocompressori sul campo

Rotore del turbocompressore preparato per l'equilibratura in campo con Balanset-1A

Rotore sull'assetto di bilanciamento

Un turbo-rotore ad alta velocità strumentato per il bilanciamento del campo su due piani con il Balanset-1A.

Misura delle vibrazioni del rotore della turbina sull'alloggiamento del cuscinetto

Misura delle vibrazioni sul cuscinetto

Il sensore e il tacho laser sul cuscinetto rilevano l'ampiezza e la fase 1× alla velocità di marcia.

Equilibratura in campo o macchina equilibratrice: qual è la scelta giusta?

Confronto: equilibratura in campo in situ vs. equilibratrice d'officina
Criterio	Bilanciamento sul campo (Balanset-1A)	Equilibratrice da officina
È necessaria la rimozione del rotore	No - bilanciato in posizione	Sì - smontaggio completo
Condizioni operative effettive	Sì - velocità reale, cuscinetti reali	No - bassa velocità, supporti diversi
Tempo di inattività	Ore per un turno	Giorni a settimane
Effetti del rotore flessibile catturati	Sì - piegatura in velocità inclusa	Non a bassa velocità in officina
Verifica delle vibrazioni ISO 20816	Integrato nella procedura	Fase separata dopo il rimontaggio
Correzione su due piani	Sì (entrambi i piani contemporaneamente)	SÌ
Portatile - qualsiasi sito	Sì - si inserisce in una valigetta	Solo officina fissa
Costo tipico per lavoro	Basso (senza trasporto, senza gru)	Alto (logistica + tempo di negozio)

Calcolatori di turbine gratuiti

ISO 20816-2 vibrazioni della turbina a vapore ISO 20816-4 vibrazioni delle turbine a gas ISO 20816-5 vibrazioni di macchine idroelettriche ISO 20816-21 vibrazioni delle turbine eoliche Frequenza delle pale della turbina (Campbell) Squilibrio residuo (ISO 1940) Calcolatore della durata dei cuscinetti

FAQ sul bilanciamento della turbina

Il rotore di una turbina può essere bilanciato sul campo o è necessaria una macchina di bilanciamento?

Molti rotori di turbine industriali possono essere bilanciati in loco con il metodo del coefficiente di influenza. Il bilanciamento in campo viene effettuato alla velocità di funzionamento effettiva e alle condizioni dei cuscinetti, il che è spesso più rappresentativo del bilanciamento in officina a bassa velocità su supporti diversi. Il Balanset-1A gestisce i calcoli su due piani e produce un risultato conforme alle norme ISO. Per i rotori ad altissima velocità, al di sopra di alcune centinaia di metri al secondo di velocità di punta, può essere necessaria un'equilibratura supplementare a bassa velocità in una fossa sottovuoto, ma l'equilibratura fine sul campo dopo l'assemblaggio è una pratica standard.

Quale parte della ISO 20816 si applica alla mia turbina?

Utilizzare la norma ISO 20816-2 per le grandi turbine a vapore e i generatori terrestri di potenza superiore a 50 MW. La ISO 20816-4 riguarda le turbine a gas industriali di potenza superiore a 3 MW. La ISO 20816-5 si applica alle turbine idrauliche e alle pompe-turbine nelle centrali elettriche. La norma ISO 20816-21 disciplina le vibrazioni della trasmissione delle turbine eoliche. Per le macchine più piccole non esplicitamente coperte, la ISO 20816-3 (macchine industriali 15-300 kW) o la ISO 20816-1 (generale) forniscono il quadro di riferimento. I nostri cinque calcolatori implementano direttamente le soglie di zona di ciascuna parte.

Di quale grado di equilibrio ha bisogno un turbocompressore?

Le ruote dei turbocompressori di tipo automobilistico richiedono abitualmente G 0,4 o più strette, perché girano a 100 000-300 000 giri/min e anche le eccentricità di microgrammi generano carichi misurabili sui cuscinetti. I turbocompressori industriali che girano a 10 000-30 000 giri/min. sono in genere bilanciati con G 1,0 o G 2,5. Il Calcolatore di sbilancio residuo converte la massa e la velocità del rotore in un valore esatto in g-mm per qualsiasi classe G.

La mia turbina scatta per le vibrazioni eccessive dopo ogni revisione importante: perché?

Il rimontaggio dopo la revisione sposta quasi sempre il centro di massa del rotore perché la sostituzione delle pale, le nuove guarnizioni e il serraggio dei bulloni modificano lo stato di equilibrio. Il controllo del bilanciamento - e la correzione se necessaria - è una fase di messa in servizio obbligatoria dopo qualsiasi revisione importante della turbina, non un optional. I limiti della zona ISO 20816 forniscono un chiaro criterio di accettazione prima del ritorno in servizio.

Il Balanset-1A può misurare le vibrazioni dell'alloggiamento del cuscinetto secondo la norma ISO 20816?

Sì. Il Balanset-1A registra le vibrazioni in mm/s RMS, che è la quantità utilizzata dalla norma ISO 20816 per la classificazione delle zone sugli alloggiamenti dei cuscinetti. Collegate il sensore di vibrazione all'alloggiamento del cuscinetto, fate funzionare la macchina alla normale velocità di funzionamento e leggete il risultato rispetto alla tabella delle zone della parte in questione.

Come faccio a sapere se devo bilanciare su un piano o su due?

I rotori la cui lunghezza assiale è inferiore a circa la metà del diametro (tipo disco) sono tipicamente bilanciati su un singolo piano. I rotori più lunghi (la maggior parte delle turbine, dei compressori multistadio e dei gruppi di turbocompressori con turbina e compressore) necessitano di una correzione su due piani per eliminare lo squilibrio statico e dinamico. Il Balanset-1A supporta entrambe le modalità; scegliete il doppio piano se vedete che la fase di vibrazione differisce significativamente tra le due posizioni dei cuscinetti.

Imparare la teoria

Bilanciamento in situ Gradi di qualità dell'equilibrio Bilanciamento dinamico Risonanza delle pale Squilibrio residuo Bilanciamento a due piani

Valutazione e bilanciamento della turbina - secondo gli standard ISO

Il Balanset-1A misura le vibrazioni dell'alloggiamento dei cuscinetti secondo la norma ISO 20816 ed esegue l'equilibratura del campo su due piani secondo la norma ISO 21940-11, fornendo sia la diagnosi che la correzione in un unico strumento portatile, con un risultato documentato per ogni lavoro.

Visualizza il Balanset-1A Fai una domanda sul forum