Gratis engineeringtool #020
Trillingslimieten — Stoomturbines en generatoren >40 MW
Evalueer de trillingsintensiteit van stoomturbines en generatoren volgens ISO 20816-2. Ondersteunt metingen van de lagerhuis-snelheid en de relatieve verplaatsing van de as.
Resultaten
| Zone | Grens | Beschrijving |
|---|
ISO 20816-2 Toepassingsgebied
ISO 20816-2 specificeert criteria voor trillingsevaluatie van stoomturbines en generatoren met een vermogen van meer dan 40 MW, werkend bij snelheden tussen 1500 en 3600 toeren per minuut (50/60 Hz stroomopwekking). De norm omvat zowel trillingen van het lagerhuis als relatieve trillingen van de as.
Trillingen van het lagerhuis
Bredeband trillingsnelheid wordt gemeten op het lagerhuis (voet) in mm/s RMS, typisch in het frequentiebereik 10–1000 Hz. De grenswaarden hieronder komen overeen met de gepubliceerde tabelkolom voor astoerentallen van 1500 t/min en 1800 t/min; voor machines van 3000–3600 t/min zijn de gepubliceerde grenswaarden hoger (A/B 3,8, B/C 7,5, C/D 11,8 mm/s RMS), dus deze vereenvoudigde enkele tabel is conservatief voor 2-polige machines.
| Zonegrens | Snelheid (mm/s RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.8 |
| B/C | 5.3 |
| C/D | 8.5 |
Relatieve verplaatsing van de as
De trilling van de as wordt gemeten met nabijheidssensoren en uitgedrukt als piek-tot-piek verplaatsing in μm. Deze waarden zijn vereenvoudigd voor algemeen gebruik.
| Zonegrens | Verplaatsing (μm pp) |
|---|---|
| A/B | 50 |
| B/C | 100 |
| C/D | 165 |
ℹ️ Opmerking: De maximale asverplaatsing kan variëren met de bedrijfssnelheid. De bovenstaande waarden zijn vereenvoudigd voor algemeen gebruik. Raadpleeg de volledige ISO 20816-2-norm voor exacte snelheidsafhankelijke limieten.
⚠️ Belangrijk: Zowel trillingen in het lagerhuis als in de as moeten worden gecontroleerd. Een machine kan lage trillingen in het lagerhuis vertonen, maar hoge trillingen in de as, of omgekeerd. De slechtste van de twee metingen is bepalend voor de algehele beoordeling.
ISO 20816-2 is van toepassing op stoomturbines en generatoren met een vermogen groter dan 40 MW en bedrijfstoerentallen tussen 1500 en 3600 RPM (voor 50/60 Hz elektriciteitsopwekking). Dit omvat:
- Grote turbine-generatorsets in elektriciteitscentrales
- Industriële stoomturbines die generatoren aandrijven
- Stoomturbines in STEG-centrales (combined-cycle)
- Turbine-generatoren in kerncentrales
Lagerhuistrillingen worden gemeten met sensoren op de lagerbok en uitgedrukt in mm/s RMS. Dit geeft de trilling weer die via het lager op de ondersteuningsconstructie wordt overgedragen.
Relatieve astrillingen worden gemeten met contactloze sensoren (proximity probes) in het lager en uitgedrukt in μm piek-tot-piek. Hiermee wordt de werkelijke asbaan ten opzichte van de lagerspeling gemeten.
Beide metingen zijn essentieel — alleen lagerhuistrillingen meten kan interne rotorproblemen op stijve fundaties over het hoofd zien.
Stoomturbines maken gebruik van glijlagers (vloeistoffilmlagers), waarbij het lagerhuis lage trillingen kan vertonen, zelfs wanneer de as aanzienlijk beweegt. Relatieve asmeting detecteert:
- Rotoronbalans en thermische kromming
- Oliewervel- en oliezweep-instabiliteiten (oil whirl en oil whip)
- Rotorscheuren en aanlopen (rubs)
- Uitlijnfouten tussen gekoppelde rotoren
Het bewaken van astrillingen is cruciaal voor de vroegtijdige detectie van zich ontwikkelende fouten.
Bij Zone C op een stoomturbine of generator:
- Breng het bedrijfsmanagement en de procesvoering direct op de hoogte
- Onderzoek de oorzaak — controleer balancering, uitlijning, lagerconditie, fundatie en thermische toestand
- Verhoog de bewakingsfrequentie naar continu, indien dit nog niet het geval is
- Plan corrigerende maatregelen in voor de eerstvolgende beschikbare stilstand
- Bewaak de trend — overweeg bij het naderen van Zone D een lastverlaging of geplande stilstand
ISO 20816-2 voegt de voormalige normen ISO 10816-2 (lagerhuistrillingen) en ISO 7919-2 (astrillingen) voor stoomturbines samen tot één geharmoniseerde norm. De zonegrenzen zijn in wezen gelijk gebleven, maar de nieuwe norm biedt geactualiseerde richtlijnen voor een gecombineerde beoordeling met beide meetmethoden.
De procedures die op deze pagina worden beschreven, zijn ontwikkeld en in het veld getest door het Vibromera-team met behulp van de Balanset-1A, een draagbaar tweekanaals balanceerapparaat en trillingsanalysator voor het balanceren van rotoren ter plaatse.
Professionele trillingsanalysatoren en veldbalanceersystemen voor turbomachines. ISO 20816-conforme evaluatie op locatie. Gebruikt in meer dan 50 landen.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko is trillingsanalyse-ingenieur en oprichter en CEO van Vibromera. Al meer dan 15 jaar balanceert hij draaiende machines in het veld in plaats van op een proefbank: mulchmachines, industriële ventilatoren, brekers, centrifuges, assen en spindels. Uit dat werk zijn de Balanset-instrumenten voortgekomen — ze zijn ontworpen als gereedschap dat een specialist mee kan nemen naar de machine en ter plaatse alleen kan gebruiken, niet als laboratoriumapparatuur. Vibromera is opgericht in 2017 en is sinds 2023 gevestigd in Porto, Portugal. Ontwikkeling, assemblage en ondersteuning van de Balanset-lijn vinden hier plaats. Het vlaggenschip is de Balanset-1A, een draagbare analyser voor balanceren in één en twee vlakken en voor trillingsdiagnostiek. Nikolai is persoonlijk betrokken bij de klantenondersteuning, bij het oplossen van moeilijke balanceerklussen en bij de ontwikkeling van de software. Hij werkt met klanten wereldwijd, in elke taal.
