무료 엔지니어링 도구 #023
진동 제한 - 수력 터빈 및 펌프 장치
ISO 20816-5에 따라 수력 터빈, 펌프 터빈 및 펌프의 진동 심각도를 평가합니다. 베어링 하우징 속도 및 축 변위 측정을 지원합니다.
결과
| 존 | 경계 | 설명 |
|---|
ISO 20816-5 적용 범위
ISO 20816-5는 카플란 터빈, 프랜시스 터빈, 펠턴 터빈, 펌프 터빈 및 수력 발전소에 사용되는 펌프를 포함한 수력 기계의 진동 평가 기준을 규정합니다. 이 기준은 수직 및 수평 기계 구성을 모두 다룹니다.
베어링 하우징 진동 - 수직형 기계
베어링 하우징에서 측정된 광대역 진동 속도, mm/s RMS, 일반적으로 10–1000 Hz 범위. 수직 카플란, 프랜시스, 펌프-터빈 및 펌프 단위에 적용됩니다. 이 페이지의 영역 경계 값은 ISO 10816/20816 시리즈의 단순화된 지침 값이며, ISO 20816-5의 기계 그룹 및 회전수별 표는 세부 사항이 다르므로 계약 또는 수락 평가 시 참조해야 합니다.
| 구역 경계 | 속도(mm/s RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.8 |
| B/C | 5.3 |
| C/D | 8.5 |
베어링 하우징 진동 - 수평 펠턴
수평형 펠턴 터빈은 베어링 구조와 충격 하중 특성으로 인해 허용 한계치가 더 낮습니다.
| 구역 경계 | 속도(mm/s RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.3 |
| B/C | 4.5 |
| C/D | 7.1 |
축 변위 - 수직형 기계
축의 상대 변위는 근접 프로브를 사용하여 측정하며, 피크 대 피크 변위(μm)로 표시됩니다.
| 구역 경계 | 변위(μm pp) |
|---|---|
| A/B | 80 |
| B/C | 160 |
| C/D | 260 |
ℹ️ 참고: 수직형 수력 기계는 축을 따라 작용하는 중력으로 인해 독특한 진동 특성을 나타냅니다. 스러스트 베어링 상태와 유압력(드래프트 튜브 서지, 캐비테이션)은 진동 거동에 상당한 영향을 미칩니다.
⚠️ 중요: 베어링 하우징과 축의 진동을 모두 모니터링해야 합니다. 두 평가 중 더 심각한 쪽이 전체적인 평가를 결정합니다. 수력 발전기의 진동 수준은 운전 조건(부하, 수두, 하류 수위)에 크게 영향을 받습니다.
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
이 페이지에 설명된 절차는 Vibromera 팀이 현장 로터 밸런싱용 휴대형 2채널 밸런서 겸 진동 분석기인 Balanset-1A를 사용하여 개발하고 현장에서 테스트한 것입니다.
수력 발전 설비용 전문 진동 분석기 및 현장 밸런싱 시스템. ISO 20816 규격에 부합하는 현장 평가 제공. 50개국 이상에서 사용 중.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko는 진동 분석 엔지니어이자 Vibromera의 창립자 겸 CEO입니다. 그는 15년 넘게 회전 장비를 실험실 테스트 벤치가 아닌 현장에서 직접 밸런싱해 왔습니다 — 멀처, 산업용 팬, 파쇄기, 원심분리기, 샤프트, 스핀들 등입니다. Balanset 기기는 바로 이러한 경험에서 탄생했습니다 — 실험실 장비가 아니라, 전문가가 직접 현장의 기계까지 가지고 가서 혼자서도 사용할 수 있는 도구로 설계되었습니다. Vibromera는 2017년에 설립되었으며 2023년부터 포르투갈 포르투를 거점으로 하고 있습니다. Balanset 제품군의 개발, 조립, 지원 업무 모두 이곳에서 이루어집니다. 대표 기기는 Balanset-1A로, 1면 및 2면 밸런싱과 진동 진단을 위한 휴대용 분석기입니다. Nikolai는 고객 지원, 까다로운 밸런싱 사례 해결, 소프트웨어 개발에 직접 참여하고 있습니다. 그는 전 세계 고객들과 어떤 언어로든 소통하며 함께 일합니다.