Бесплатна инженерска алатка #023
Граници на вибрации — хидротурбини & пумпни единици
Проценете ја сериозноста на вибрациите за хидраулични турбини, пумпи-турбини и пумпи според ISO 20816-5. Поддржува мерења на брзината на куќиштето на лежиштето и на поместувањето на вратилото.
Резултати
| Зона | Граница | Опис |
|---|
Опсег на ISO 20816-5
ISO 20816-5 ги определува критериумите за оценување на вибрациите за хидраулични машини, вклучувајќи ги Каплан, Францис и Пелтон турбините, пумпите-турбини и пумпите што се користат во хидроелектрани. Ги опфаќа и вертикалните и хоризонталните конфигурации на машините.
Вибрации на куќиштето на лежиштето — вертикални машини
Широкопојасна брзина на вибрации измерена на куќиштето на лежиштето во mm/s RMS, типично во опсег 10–1000 Hz. Се применува на вертикални Kaplan, Francis, пумпно-турбински и пумпни агрегати. Вредностите на границите на зоните на оваа страница се поедноставени упатствени вредности од серијата ISO 10816/20816; табелите специфични за група машини и брзина од ISO 20816-5 се разликуваат во детали и треба да се консултираат за договорни или прифатни евалуации.
| Граница на зона | Брзина (mm/s RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.8 |
| B/C | 5.3 |
| C/D | 8.5 |
Вибрации на куќиштето на лежиштето — хоризонтален Пелтон
Хоризонталните Пелтон турбини имаат пониски дозволени граници поради распоредот на лежиштата и карактеристиките на импулсно оптоварување.
| Граница на зона | Брзина (mm/s RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.3 |
| B/C | 4.5 |
| C/D | 7.1 |
Поместување на вратилото — вертикални машини
Релативното поместување на вратилото се мери со сензори за близина, изразено како поместување од врв до врв во μm.
| Граница на зона | Поместување (μm p-p) |
|---|---|
| A/B | 80 |
| B/C | 160 |
| C/D | 260 |
ℹ️ Забелешка: Вертикалните хидромашини имаат единствени вибрациски карактеристики поради гравитацијата што дејствува по оската на вратилото. Состојбата на аксијалното лежиште и хидрауличните сили (пулсации во одводната цевка, кавитација) значително влијаат врз однесувањето на вибрациите.
⚠️ Важно: Треба да се следат вибрациите и на куќиштето на лежиштето и на вратилото. Полошата од двете проценки ја определува вкупната оценка. Работните услови (оптоварување, напор, ниво на долна вода) силно влијаат врз нивоата на вибрации кај хидромашините.
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
Постапките опишани на оваа страница беа развиени и теренски тестирани од тимот на Vibromera користејќи го Balanset-1A, преносен двоканален балансер и анализатор на вибрации за балансирање ротори на самото место.
Професионални анализатори на вибрации и системи за балансирање на терен за хидроелектрична машинерија. Оценување на самото место усогласено со ISO 20816. Се користи во 50+ земји.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko е инженер за анализа на вибрации, основач и извршен директор на Vibromera. Повеќе од 15 години тој балансира ротирачка опрема на терен, а не на испитен стол: мулчери, индустриски вентилатори, дробилки, центрифуги, вратила и вретена. Токму од таа работа настанаа инструментите Balanset — тие се замислени како алат што специјалистот може да го однесе до машината и да го користи сам, на самото место, а не како лабораториска опрема. Vibromera е основана во 2017 година, а од 2023 година е со седиште во Порто, Португалија. Овде се одвиваат развојот, склопувањето и поддршката на линијата Balanset. Водечки инструмент е Balanset-1A — преносен анализатор за балансирање во една и во две рамнини и за вибродијагностика. Nikolai лично учествува во поддршката на клиентите, во решавањето на сложени случаи на балансирање и во развојот на софтверот. Работи со клиенти ширум светот, на кој било јазик.
