Bezpłatne narzędzie inżynierskie #020
Granice drgań — turbiny parowe i generatory & >40 MW
Ocena intensywności drgań turbin parowych i generatorów zgodnie z normą ISO 20816-2. Umożliwia pomiary prędkości w obudowie łożyska i względnego przemieszczenia wału.
Wyniki
| Strefa | Granica | Opis |
|---|
Zakres normy ISO 20816-2
Norma ISO 20816-2 określa kryteria oceny drgań dla turbin parowych i generatorów o mocy wyjściowej powyżej 40 MW, pracujących z prędkościami obrotowymi od 1500 do 3600 obr./min (wytwarzanie energii 50/60 Hz). Obejmuje ona zarówno drgania obudowy łożysk, jak i drgania względne wału.
Drgania obudowy łożyska
Szerokopasmową prędkość drgań mierzy się na oprawie łożyska (podstawie) w mm/s RMS, zazwyczaj w zakresie częstotliwości 10–1000 Hz. Wartości graniczne poniżej odpowiadają opublikowanej kolumnie tabeli dla prędkości wału 1500 r/min i 1800 r/min; dla maszyn 3000–3600 r/min opublikowane granice są wyższe (A/B 3,8, B/C 7,5, C/D 11,8 mm/s RMS), więc ta uproszczona pojedyncza tabela jest konserwatywna dla maszyn 2-biegunowych.
| Granica strefy | Prędkość (mm/s RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.8 |
| B/C | 5.3 |
| C/D | 8.5 |
Przemieszczenie względne wału
Drgania wału mierzy się sondami zbliżeniowymi i wyraża jako przesunięcie międzyszczytowe w μm. Wartości te są uproszczone do zastosowań ogólnych.
| Granica strefy | Przesunięcie (μm pp) |
|---|---|
| A/B | 50 |
| B/C | 100 |
| C/D | 165 |
ℹ️ Uwaga: Limity przemieszczenia wału mogą się różnić w zależności od prędkości roboczej. Powyższe wartości są uproszczone do użytku ogólnego. Dokładne limity zależne od prędkości można znaleźć w pełnej wersji normy ISO 20816-2.
⚠️ Ważne: Należy monitorować drgania zarówno obudowy łożyska, jak i wału. Maszyna może wykazywać niskie drgania obudowy łożyska, ale wysokie drgania wału lub odwrotnie. Najgorsza z dwóch ocen decyduje o ogólnej ocenie.
Norma ISO 20816-2 dotyczy turbin parowych i generatorów o mocy wyjściowej powyżej 40 MW, pracujących z prędkościami obrotowymi od 1500 do 3600 RPM (w energetyce 50/60 Hz). Obejmuje to:
- Duże turbozespoły elektrowni zawodowych
- Przemysłowe turbiny parowe napędzające generatory
- Turbiny parowe w blokach gazowo-parowych (układach kombinowanych)
- Turbozespoły elektrowni jądrowych
Drgania opraw łożyskowych mierzy się za pomocą czujników zamontowanych na stojaku łożyskowym i wyraża w mm/s RMS. Odzwierciedlają one drgania przenoszone przez łożysko na konstrukcję wsporczą.
Drgania względne wału mierzy się za pomocą czujników zbliżeniowych (wiiroprądowych) wewnątrz łożyska i wyraża w μm międzyszczytowo (peak-to-peak). Pomiar ten określa rzeczywistą orbitę wału względem luzu łożyskowego.
Oba pomiary są niezbędne — sam pomiar drgań opraw łożyskowych na sztywnych fundamentach może nie wykryć wewnętrznych problemów z wirnikiem.
W turbinach parowych stosuje się łożyska ślizgowe (z filmem olejowym), w których oprawa łożyskowa może wykazywać niskie drgania nawet przy znacznym ruchu wału. Pomiar drgań względnych wału pozwala uchwycić:
- Niewyważenie wirnika i jego wygięcie termiczne
- Niestabilności hydrodynamiczne typu wir olejowy (oil whirl) i bicie olejowe (oil whip)
- Pęknięcia wirnika oraz przycierania
- Niewspółosiowość sprzężonych wirników
Monitorowanie drgań wału ma kluczowe znaczenie dla wczesnego wykrywania rozwijających się uszkodzeń.
W przypadku wystąpienia Strefy C na turbinie parowej lub generatorze:
- Natychmiast powiadom kierownictwo elektrowni i służby ruchu
- Zbadaj przyczynę źródłową — sprawdź stan wyważenia, osiowanie, stan łożysk, fundament oraz stan cieplny
- Zwiększ częstotliwość monitorowania do trybu ciągłego, jeśli nie jest jeszcze stosowany
- Zaplanuj działania naprawcze podczas najbliższego możliwego postoju
- Obserwuj trend — w razie zbliżania się do Strefy D rozważ redukcję obciążenia lub planowe odstawienie
Norma ISO 20816-2 łączy dawne normy ISO 10816-2 (drgania opraw łożyskowych) oraz ISO 7919-2 (drgania wału) dla turbin parowych w jedną spójną normę. Granice stref są zasadniczo takie same, natomiast nowa norma zawiera zaktualizowane wytyczne dotyczące łącznej oceny z wykorzystaniem obu rodzajów pomiarów.
Procedury opisane na tej stronie zostały opracowane i przetestowane w warunkach terenowych przez zespół Vibromera przy użyciu urządzenia Balanset-1A, przenośnego dwukanałowego balansera i analizatora drgań do wyważania wirników na miejscu.
Profesjonalne analizatory drgań i systemy wyważania terenowego dla turbosprężarek. Ocena zgodna z normą ISO 20816 na miejscu. Używane w ponad 50 krajach.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko jest inżynierem analizy wibracji oraz założycielem i prezesem firmy Vibromera. Od ponad 15 lat wyważa maszyny wirujące w terenie, a nie na stanowisku badawczym: mulczery, wentylatory przemysłowe, kruszarki, wirówki, wały i wrzeciona. To właśnie z tej pracy wyrosły przyrządy Balanset — zaprojektowano je jako narzędzie, które specjalista może zabrać do maszyny i obsłużyć samodzielnie, na miejscu, a nie jako sprzęt laboratoryjny. Vibromera powstała w 2017 roku, a od 2023 roku ma siedzibę w Porto w Portugalii. Tutaj odbywają się prace rozwojowe, montaż i wsparcie linii Balanset. Flagowym przyrządem jest Balanset-1A, przenośny analizator do wyważania w jednej i w dwóch płaszczyznach oraz do diagnostyki wibracji. Nikolai osobiście uczestniczy we wsparciu klientów, w rozwiązywaniu trudnych przypadków wyważania i w rozwoju oprogramowania. Pracuje z klientami na całym świecie, w każdym języku.
