უფასო საინჟინრო ინსტრუმენტი #023
ვიბრაციის ლიმიტები — ჰიდროტურბინები და ტუმბოს აგრეგატები
ჰიდრავლიკური ტურბინების, ტუმბო-ტურბინების და ტუმბოების ვიბრაციის სიძლიერის შეფასება ISO 20816-5 სტანდარტის შესაბამისად. უზრუნველყოფს საკისრის კორპუსის სიჩქარისა და ლილვის გადაადგილების გაზომვებს.
შედეგები
| ზონა | საზღვარი | აღწერა |
|---|
ISO 20816-5-ის მოქმედების სფერო
ISO 20816-5 განსაზღვრავს ვიბრაციის შეფასების კრიტერიუმებს ჰიდრავლიკური მანქანებისთვის, მათ შორის კაპლანის, ფრენსისის და პელტონის ტურბინებისთვის, ტუმბო-ტურბინებისთვის და ჰიდროელექტროსადგურებში გამოყენებული ტუმბოებისთვის. ის მოიცავს როგორც ვერტიკალურ, ასევე ჰორიზონტალურ მანქანების კონფიგურაციებს.
საკისრის კორპუსის ვიბრაცია — ვერტიკალური მანქანები
ფართოზოლოვანი ვიბრაციის სიჩქარე იზომება საკისრის კორპუსზე mm/s RMS ერთეულებში, ჩვეულებრივ 10–1000 Hz დიაპაზონში. ვრცელდება ვერტიკალურ კაპლანის, ფრანსისის, ტუმბო-ტურბინის და ტუმბოს აგრეგატებზე. ამ გვერდზე მოცემული ზონების სასაზღვრო მნიშვნელობები არის გამარტივებული საორიენტაციო მაჩვენებლები ISO 10816/20816 სერიიდან; ISO 20816-5-ის მანქანათა ჯგუფისა და სიჩქარის სპეციფიკური ცხრილები დეტალებში განსხვავდება და მათი გამოყენება საჭიროა სახელშეკრულებო ან მიღების შეფასებებისთვის.
| ზონის საზღვარი | სიჩქარე (მმ/წმ RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.8 |
| B/C | 5.3 |
| C/D | 8.5 |
საკისრის კორპუსის ვიბრაცია — ჰორიზონტალური პელტონი
ჰორიზონტალურ პელტონის ტურბინებს უფრო დაბალი დასაშვები ზღვრები აქვთ საკისრების განლაგებისა და იმპულსური დატვირთვის მახასიათებლების გამო.
| ზონის საზღვარი | სიჩქარე (მმ/წმ RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.3 |
| B/C | 4.5 |
| C/D | 7.1 |
ლილვის გადაადგილება — ვერტიკალური მანქანები
ლილვის ფარდობითი გადაადგილება იზომება სიახლოვის ზონდებით და გამოისახება პიკიდან პიკამდე გადაადგილებად μm-ში.
| ზონის საზღვარი | გადაადგილება (μm pp) |
|---|---|
| A/B | 80 |
| B/C | 160 |
| C/D | 260 |
ℹ️ შენიშვნა: ვერტიკალურ ჰიდრომანქანებს ლილვის ღერძის გასწვრივ გრავიტაციის მოქმედების გამო უნიკალური ვიბრაციული მახასიათებლები აქვთ. ბიძგის საკისრების მდგომარეობა და ჰიდრავლიკური ძალები (წევის მილის ტალღა, კავიტაცია) მნიშვნელოვნად მოქმედებს ვიბრაციის ქცევაზე.
⚠️ მნიშვნელოვანია: როგორც საკისრის კორპუსის, ასევე ლილვის ვიბრაციის მონიტორინგი უნდა მოხდეს. ორი შეფასებიდან უარესი განსაზღვრავს საერთო შეფასებას. ექსპლუატაციის პირობები (დატვირთვა, დაწნევა, ქვედა დინების წყლის დონე) ძლიერ გავლენას ახდენს ჰიდროძრავებში ვიბრაციის დონეზე.
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
ამ გვერდზე აღწერილი პროცედურები შემუშავებულია და საველე პირობებში გამოცდილია Vibromera-ს გუნდის მიერ Balanset-1A-ს გამოყენებით, რომელიც წარმოადგენს პორტატულ ორარხიან დამაბალანსებელს და ვიბრაციის ანალიზატორს როტორების ადგილზე დაბალანსებისთვის.
ჰიდროელექტროსადგურების პროფესიონალური ვიბრაციის ანალიზატორები და ველის დაბალანსების სისტემები. ISO 20816 სტანდარტის შესაბამისობის შეფასება ადგილზე. გამოიყენება 50+ ქვეყანაში.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko არის ვიბრაციის ანალიზის ინჟინერი და Vibromera-ს დამფუძნებელი და აღმასრულებელი დირექტორი. 15 წელზე მეტია ის ბალანსირებას უკეთებს მბრუნავ დანადგარებს ადგილზე და არა საცდელ სტენდზე: მულჩერებს, სამრეწველო ვენტილატორებს, სამსხვრევებს, ცენტრიფუგებს, ლილვებსა და შპინდელებს. სწორედ ამ სამუშაოდან წარმოიშვა Balanset-ის ხელსაწყოები — ისინი შეიქმნა როგორც ინსტრუმენტი, რომელიც სპეციალისტს შეუძლია მიიტანოს მანქანასთან და დამოუკიდებლად გამოიყენოს ადგილზე, და არა როგორც ლაბორატორიული აღჭურვილობა. Vibromera დაარსდა 2017 წელს, ხოლო 2023 წლიდან ბაზირებულია პორტოში, პორტუგალია. აქ მიმდინარეობს Balanset-ის ხაზის შემუშავება, აწყობა და მხარდაჭერა. მთავარი ხელსაწყოა Balanset-1A — პორტატული ანალიზატორი ერთ და ორ სიბრტყეში ბალანსირებისა და ვიბრაციის დიაგნოსტიკისთვის. Nikolai პირადად მონაწილეობს მომხმარებელთა მხარდაჭერაში, ბალანსირების რთული შემთხვევების გადაწყვეტასა და პროგრამული უზრუნველყოფის შემუშავებაში. ის მუშაობს მომხმარებლებთან მთელ მსოფლიოში, ნებისმიერ ენაზე.