Nemokamas inžinerijos įrankis #023
Vibracijos ribos — Hidroturbinos ir siurblių agregatai
Įvertinkite hidraulinių turbinų, siurblių-turbinų ir siurblių vibracijos stiprumą pagal ISO 20816-5. Palaiko guolių korpusų greičio ir veleno poslinkio matavimus.
Rezultatai
| Zona | Riba | Aprašymas |
|---|
ISO 20816-5 taikymo sritis
ISO 20816-5 nustato hidraulinių mašinų, įskaitant Kaplano, Franciso ir Peltono turbinas, siurblių turbinas ir hidroelektrinėse naudojamus siurblius, vibracijos vertinimo kriterijus. Jis apima tiek vertikalias, tiek horizontalias mašinų konfigūracijas.
Guolio korpuso vibracija — vertikalios mašinos
Plataus dažnio vibracijos greitis, matuojamas guolio korpuso mm/s RMS, tipiniam 10–1000 Hz diapazonui. Taikoma vertikaliems Kaplan, Francis, pump-turbine ir siurblio vienetams. Zonos ribos vertės šioje puslapyje yra supaprastintos gairės iš ISO 10816/20816 serijos; ISO 20816-5 mašinų grupių ir sūkių specifinės lentelės skiriasi detalėmis ir turėtų būti konsultuojamos sutartiniams ar priėmimo vertinimams.
| Zonos riba | Greitis (mm/s RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.8 |
| B/C | 5.3 |
| C/D | 8.5 |
Guolio korpuso vibracija – horizontalus Peltonas
Horizontalių Peltono turbinų leistinos ribos yra mažesnės dėl guolių išdėstymo ir impulsinės apkrovos charakteristikų.
| Zonos riba | Greitis (mm/s RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.3 |
| B/C | 4.5 |
| C/D | 7.1 |
Veleno poslinkis — vertikalios mašinos
Veleno santykinis poslinkis matuojamas artumo zondais, išreiškiamas kaip poslinkis nuo viršaus iki galo μm.
| Zonos riba | Poslinkis (μm pp) |
|---|---|
| A/B | 80 |
| B/C | 160 |
| C/D | 260 |
ℹ️ Pastaba: Vertikalios hidraulinės mašinos pasižymi unikaliomis vibracijos savybėmis dėl gravitacijos, veikiančios išilgai veleno ašies. Atramos guolio būklė ir hidraulinės jėgos (traukos vamzdžio bangavimas, kavitacija) daro didelę įtaką vibracijos elgsenai.
⚠️ Svarbu: Reikėtų stebėti tiek guolio korpuso, tiek veleno vibraciją. Bendrą vertinimą lemia blogiausias iš dviejų įvertinimų. Eksploatavimo sąlygos (apkrova, slėgis, dugno vandens lygis) daro didelę įtaką vibracijos lygiui hidraulinėse mašinose.
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
Šiame puslapyje aprašytas procedūras sukūrė ir lauko sąlygomis išbandė Vibromera komanda, naudodama Balanset-1A – nešiojamą dviejų kanalų balansavimo įrenginį ir vibracijų analizatorių rotoriams balansuoti vietoje.
Profesionalūs vibracijos analizatoriai ir lauko balansavimo sistemos hidroelektrinėms mašinoms. ISO 20816 standarto atitikimas objekte. Naudojami daugiau nei 50 šalių.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko yra vibracijos analizės inžinierius bei „Vibromera“ įkūrėjas ir generalinis direktorius. Daugiau nei 15 metų jis balansavo besisukančią įrangą lauko sąlygomis, o ne bandymų stende: mulčiuotuvus, pramoninius ventiliatorius, smulkintuvus, centrifugas, velenus ir špindelius. Būtent iš šio darbo išaugo „Balanset“ prietaisai — jie buvo sukurti kaip įrankis, kurį specialistas gali atsinešti prie mašinos ir naudoti savarankiškai, vietoje, o ne kaip laboratorinę įrangą. „Vibromera“ įkurta 2017 metais, nuo 2023 metų įsikūrusi Porto mieste, Portugalijoje. Čia vyksta visas „Balanset“ linijos kūrimas, surinkimas ir palaikymas. Pagrindinis prietaisas — „Balanset-1A“, nešiojamas analizatorius vienos ir dviejų plokštumų balansavimui bei vibracijos diagnostikai. Nikolai asmeniškai dalyvauja klientų aptarnavime, sudėtingų balansavimo atvejų sprendime ir programinės įrangos kūrime. Jis dirba su klientais visame pasaulyje, bet kuria kalba.
