Alat Kejuruteraan Percuma #023
Had Getaran — Turbin Hidro & Unit Pam
Nilaikan tahap keterukan getaran untuk turbin hidraulik, turbin pam dan pam mengikut ISO 20816-5. Menyokong pengukuran halaju selongsong galas dan anjakan aci.
Keputusan
| Zon | Sempadan | Keterangan |
|---|
Skop ISO 20816-5
ISO 20816-5 menetapkan kriteria penilaian getaran untuk mesin hidraulik termasuk turbin Kaplan, Francis dan Pelton, turbin pam dan pam yang digunakan dalam loji janakuasa hidroelektrik. Ia merangkumi konfigurasi mesin menegak dan mendatar.
Getaran Perumah Galas — Mesin Menegak
Halaju getaran jalur lebar diukur pada rumah galas dalam mm/s RMS, biasanya julat 10–1000 Hz. Terpakai kepada unit Kaplan menegak, Francis, pam-turbin, dan pam. Nilai sempadan zon pada halaman ini adalah nilai panduan ringkas daripada siri ISO 10816/20816; jadual khusus mengikut kumpulan mesin dan kelajuan dalam ISO 20816-5 berbeza dari segi perincian dan perlu dirujuk untuk penilaian kontrak atau penerimaan.
| Sempadan Zon | Halaju (mm/s RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.8 |
| B/C | 5.3 |
| C/D | 8.5 |
Getaran Perumah Galas — Pelton Mendatar
Turbin Pelton mendatar mempunyai had yang dibenarkan lebih rendah disebabkan oleh susunan galas dan ciri-ciri pemuatan impuls.
| Sempadan Zon | Halaju (mm/s RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.3 |
| B/C | 4.5 |
| C/D | 7.1 |
Anjakan Aci — Mesin Menegak
Anjakan relatif aci diukur dengan prob jarak, dinyatakan sebagai anjakan puncak-ke-puncak dalam μm.
| Sempadan Zon | Sesaran (μm pp) |
|---|---|
| A/B | 80 |
| B/C | 160 |
| C/D | 260 |
ℹ️ Nota: Mesin hidro menegak mempunyai ciri getaran unik disebabkan oleh graviti yang bertindak di sepanjang paksi aci. Keadaan galas tujahan dan daya hidraulik (lonjakan tiub draf, peronggaan) mempengaruhi kelakuan getaran dengan ketara.
⚠️ Penting: Kedua-dua perumah galas dan getaran aci perlu dipantau. Penilaian yang lebih teruk daripada kedua-dua penilaian tersebut mengawal penilaian keseluruhan. Keadaan operasi (beban, kepala, paras air ekor) sangat mempengaruhi tahap getaran dalam mesin hidro.
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
Prosedur yang diterangkan pada halaman ini telah dibangunkan dan diuji di lapangan oleh pasukan Vibromera menggunakan Balanset-1A, iaitu pengimbang dua saluran mudah alih dan penganalisis getaran untuk pengimbangan rotor di tapak.
Penganalisis getaran profesional dan sistem pengimbangan di tapak untuk jentera hidroelektrik. Penilaian di tapak yang mematuhi ISO 20816. Digunakan di lebih 50 buah negara.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko ialah jurutera analisis getaran serta pengasas dan Ketua Pegawai Eksekutif (CEO) Vibromera. Selama lebih 15 tahun, beliau telah mengimbangi peralatan berputar terus di lapangan berbanding di bangku ujian: mulcher, kipas industri, penghancur, sentrifug, aci dan gelendong. Kerja inilah yang menjadi asal usul instrumen Balanset — ia direka sebagai alat yang boleh dibawa oleh pakar terus ke mesin dan digunakan bersendirian, di tapak, bukan sebagai peralatan makmal. Vibromera diasaskan pada 2017 dan telah berpangkalan di Porto, Portugal, sejak 2023. Pembangunan, pemasangan dan sokongan siri Balanset semuanya dijalankan di sini. Instrumen unggulan kami ialah Balanset-1A, penganalisis mudah alih untuk pengimbangan satu dan dua satah serta diagnostik getaran. Nikolai terlibat secara peribadi dalam sokongan pelanggan, menyelesaikan kes pengimbangan yang sukar, dan dalam pembangunan perisian. Beliau bekerja dengan pelanggan di seluruh dunia, dalam apa jua bahasa.
