無料エンジニアリングツール #020
振動限界 - 蒸気タービンおよび発電機 >40 MW
ISO 20816-2に準拠した蒸気タービンおよび発電機の振動シビアリティを評価します。ベアリングハウジングの速度とシャフトの相対変位測定をサポートします。
結果
| ゾーン | 境界 | 説明 |
|---|
ISO 20816-2 適用範囲
ISO 20816-2は、出力40MWを超え、1500～3600 RPM（50/60 Hz発電）で運転される蒸気タービンおよび発電機の振動評価基準を規定しています。軸受ハウジングの振動と軸相対振動の両方を対象としています。
ベアリングハウジングの振動
広帯域振動速度は、軸受ハウジング(ペデスタル)上でmm/s RMSとして測定され、通常10~1000 Hzの周波数範囲です。以下の境界値は、公表されている表の1500 r/minおよび1800 r/minの軸回転速度に対応する列に基づきます。3000~3600 r/minの機械では、公表されている境界値はより高くなります(A/B 3.8、B/C 7.5、C/D 11.8 mm/s RMS)。そのため、この簡略化された単一表は2極機に対して保守的な値となります。
| ゾーン境界 | 速度（mm/s RMS） |
|---|---|
| A/B | 2.8 |
| B/C | 5.3 |
| C/D | 8.5 |
シャフト相対変位
シャフト振動は近接プローブを用いて測定され、ピークツーピーク変位（μm単位）として表されます。これらの値は一般的な用途向けに簡略化されています。
| ゾーン境界 | 変位（μm pp） |
|---|---|
| A/B | 50 |
| B/C | 100 |
| C/D | 165 |
ℹ️ 注: シャフトの変位限界は運転速度によって異なる場合があります。上記の値は一般的な使用のために簡略化されています。速度依存の正確な限界については、ISO 20816-2規格全体を参照してください。
⚠️ 重要: ベアリングハウジングとシャフトの振動の両方を監視する必要があります。機械によっては、ベアリングハウジングの振動は低いがシャフトの振動は高い場合もあれば、その逆の場合もあります。2つの評価のうち悪い方を基準に、全体的な評価を決定します。
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.
このページで説明されている手順は、Vibromeraチームが、現場でのロータバランシング用ポータブル2チャンネルバランサー兼振動アナライザーであるBalanset-1Aを使用して開発し、実地試験を行ったものです。
ターボ機械向けのプロフェッショナル振動分析装置とフィールドバランシングシステム。ISO 20816に準拠したオンサイト評価を実施。50カ国以上で採用されています。
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenkoは、振動解析エンジニアであり、Vibromeraの創業者兼CEOです。 15年以上にわたり、彼は試験台上ではなく現場で回転機械のバランシングを行ってきました——マルチャー、産業用ファン、クラッシャー、遠心分離機、シャフト、スピンドルなど。この経験から生まれたのがBalanset計測器であり、専門家が機械のもとへ持ち運び、現場で単独で使用できる道具として設計されています。実験室用の機器ではありません。 Vibromeraは2017年に設立され、2023年以降はポルトガル・ポルトを拠点としています。Balansetシリーズの開発、組み立て、サポートはすべてここで行われています。フラッグシップ機器はBalanset-1Aであり、単一平面および二平面バランシングと振動診断のための可搬式アナライザーです。 Nikolaiは、カスタマーサポート、困難なバランシング案件への対応、そしてソフトウェアの開発に自ら携わっています。世界中の顧客と、どの言語でも対応しています。
