Бесплатный инженерный инструмент № 020
Предельные значения вибрации — паровые турбины & генераторы мощностью >40 МВт
Оценка интенсивности вибрации паровых турбин и генераторов в соответствии с ISO 20816-2. Поддерживает измерение скорости в корпусе подшипника и относительного смещения вала.
Результаты
| Зона | Граница | Описание |
|---|
ISO 20816-2 Область применения
Стандарт ISO 20816-2 устанавливает критерии оценки вибрации паровых турбин и генераторов мощностью свыше 40 МВт, работающих на частотах от 1500 до 3600 об/мин (при частоте питания 50/60 Гц). Он охватывает как вибрацию корпуса подшипника, так и относительную вибрацию вала.
Вибрация корпуса подшипника
Широкополосная виброскорость измеряется на корпусе подшипника (постамента) в мм/с RMS, обычно в диапазоне частот 10–1000 Гц. Приведённые ниже граничные значения соответствуют опубликованному столбцу таблицы для скоростей вращения вала 1500 об/мин и 1800 об/мин; для машин 3000–3600 об/мин опубликованные границы выше (A/B 3,8, B/C 7,5, C/D 11,8 мм/с RMS), поэтому эта упрощённая единая таблица является консервативной для 2-полюсных машин.
| Граница зоны | Скорость (мм/с, среднеквадратичное значение) |
|---|---|
| A/B | 2.8 |
| B/C | 5.3 |
| C/D | 8.5 |
Относительное смещение вала
Вибрация вала измеряется с помощью датчиков приближения и выражается в виде амплитуды смещения в микрометрах. Эти значения приведены в упрощенном виде для общего применения.
| Граница зоны | Смещение (мкм, пик-пик) |
|---|---|
| A/B | 50 |
| B/C | 100 |
| C/D | 165 |
ℹ️ Примечание: Пределы смещения вала могут варьироваться в зависимости от рабочей скорости. Приведенные выше значения являются упрощенными и предназначены для общего использования. Точные значения пределов, зависящие от скорости, см. в полном тексте стандарта ISO 20816-2.
⚠️ Важно: Необходимо контролировать как вибрацию корпуса подшипника, так и вибрацию вала. У станка может наблюдаться низкая вибрация корпуса подшипника при высокой вибрации вала или наоборот. Общая оценка определяется более неблагоприятным из этих двух показателей.
Стандарт ISO 20816-2 распространяется на стационарные паровые турбины и генераторы номинальной мощностью свыше 40 МВт с частотами вращения 1500, 1800, 3000 или 3600 об/мин (для энергосистем 50/60 Гц). Сюда входят:
- Крупные турбоагрегаты тепловых электростанций (ТЭС/ГРЭС)
- Промышленные паровые турбины большой мощности, приводящие генераторы
- Паровые турбины парогазовых установок (ПГУ)
- Турбоагрегаты атомных электростанций (АЭС)
Вибрация корпусов подшипников измеряется контактными датчиками на крышках или стойках подшипников и выражается в mm/s RMS (СКЗ виброскорости). Она отражает вибрационные усилия, передаваемые от ротора через масляный слой подшипника на опорную конструкцию.
Относительная вибрация вала измеряется бесконтактными датчиками (проксиметрами) внутри подшипникового узла и выражается в μm peak-to-peak (размах виброперемещения). Она характеризует фактические колебания цапфы вала относительно вкладыша подшипника в пределах масляного зазора.
Оба вида измерений взаимно дополняют друг друга: на массивных жестких опорах контроль только корпусной вибрации может не заметить опасных колебаний самого ротора.
В паровых турбинах применяются гидродинамические подшипники скольжения на массивных опорах, поэтому вибрация корпуса подшипника может оставаться низкой даже при значительных колебаниях самого ротора. Измерение относительной вибрации вала позволяет своевременно обнаружить:
- Дисбаланс и тепловой прогиб ротора
- Автоколебания на масляной пленке (полускоростной вихрь — oil whirl и масляная хлесткость — oil whip)
- Появление поперечных трещин в роторе и радиальные задевания в уплотнениях
- Расцентровку соединенных муфтами роторов валопровода
Контроль вибрации вала критически важен для ранней диагностики зарождающихся дефектов турбоагрегата.
При переходе вибрации паровой турбины или генератора в зону C:
- Немедленно проинформируйте оперативный персонал и техническое руководство станции
- Проведите углубленную вибродиагностику — проверьте гармонический состав, фазу 1×, тепловое расширение корпусов, температуру баббита и масла, вакуум в конденсаторе
- Обеспечьте непрерывный мониторинг параметров вибрации
- Запланируйте корректирующие работы (балансировку, выверку центровки, ревизию подшипников) в ближайший вывод в ремонт
- Внимательно следите за скоростью роста тренда — при приближении к зоне D рассмотрите разгрузку агрегата или управляемый останов
Стандарт ISO 20816-2 объединяет ранее действовавшие стандарты ISO 10816-2 (вибрация корпусов подшипников) и ISO 7919-2 (вибрация валов) для крупных паровых турбин и генераторов в единый нормативный документ. Границы оценочных зон остались практически неизменными, но новый стандарт дает комплексную методику совместной оценки состояния турбоагрегата по обоим типам измерений.
Процедуры, описанные на этой странице, были разработаны и опробованы в полевых условиях командой Vibromera с использованием Balanset-1A — портативного двухканального балансировочного прибора и анализатора вибрации для балансировки роторов на месте эксплуатации.
Профессиональные анализаторы вибрации и системы балансировки на месте для турбомашин. Оценка на месте в соответствии с ISO 20816. Используются более чем в 50 странах.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko — инженер по вибрационному анализу, основатель и генеральный директор Vibromera. Более 15 лет он балансирует вращающееся оборудование в полевых условиях, а не на испытательном стенде: мульчеры, промышленные вентиляторы, дробилки, центрифуги, валы и шпиндели. Именно из этой работы выросли приборы Balanset — они задумывались как инструмент, который специалист может принести к машине и применить самостоятельно, прямо на месте, а не как лабораторное оборудование. Vibromera основана в 2017 году, а с 2023 года базируется в Порту, Португалия. Здесь происходят разработка, сборка и поддержка линейки Balanset. Флагманский прибор — Balanset-1A, портативный анализатор для одно- и двухплоскостной балансировки и вибродиагностики. Nikolai лично участвует в поддержке клиентов, в разборе сложных случаев балансировки и в разработке программного обеспечения. Он работает с клиентами по всему миру, на любом языке.
