Gratis tekniskt verktyg #020
Vibrationsgränser — Ångturbiner och generatorer >40 MW
Utvärdera vibrationsnivån för ångturbiner och generatorer enligt ISO 20816-2. Stöder mätningar av vibrationshastighet på lagerhuset och relativ axelförskjutning.
Resultat
| Zon | Gräns | Beskrivning |
|---|
Omfattning av ISO 20816-2
ISO 20816-2 specificerar kriterier för vibrationsutvärdering för ångturbiner och generatorer med en effekt överstigande 40 MW, som arbetar med hastigheter mellan 1500 och 3600 varv/min (50/60 Hz kraftgenerering). Den täcker både lagerhusvibrationer och axelrelativa vibrationer.
Lagerhusets vibrationer
Bredbandig vibrationshastighet mäts på lagerhuset (fundamentet) i mm/s RMS, vanligtvis i frekvensområdet 10–1000 Hz. Gränsvärdena nedan motsvarar den publicerade tabellkolumnen för axelhastigheter på 1500 varv/min och 1800 varv/min; för maskiner med 3000–3600 varv/min är de publicerade gränserna högre (A/B 3,8, B/C 7,5, C/D 11,8 mm/s RMS), så denna förenklade enda tabell är konservativ för tvåpoliga maskiner.
| Zongräns | Hastighet (mm/s RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.8 |
| B/C | 5.3 |
| C/D | 8.5 |
Axelns relativa förskjutning
Axelvibrationer mäts med närhetsprober, uttryckta som topp-till-topp-förskjutning i μm. Dessa värden är förenklade för generell tillämpning.
| Zongräns | Förskjutning (μm p-p) |
|---|---|
| A/B | 50 |
| B/C | 100 |
| C/D | 165 |
ℹ️ Obs: Axelförskjutningsgränserna kan variera med driftshastigheten. Värdena ovan är förenklade för allmän användning. För exakta hastighetsberoende gränser, se den fullständiga ISO 20816-2-standarden.
⚠️ Viktigt: Både lagerhusets och axelns vibrationer bör övervakas. En maskin kan uppvisa låg lagerhusvibration men hög axelvibration, eller vice versa. Den sämsta av de två bedömningarna styr den övergripande utvärderingen.
ISO 20816-2 applies to steam turbines and generators with power output greater than 40 MW, operating at speeds between 1500 and 3600 RPM (for 50/60 Hz power generation). This includes:
- Large power station turbine-generator sets
- Industrial steam turbines driving generators
- Combined-cycle plant steam turbines
- Nuclear power plant turbine-generators
Bearing housing vibration is measured with sensors mounted on the bearing pedestal, expressed in mm/s RMS. It reflects the vibration transmitted through the bearing to the support structure.
Shaft relative vibration is measured with proximity probes inside the bearing, expressed in μm peak-to-peak. It measures the actual shaft orbit relative to the bearing clearance.
Both measurements are essential — bearing housing vibration alone may miss internal rotor issues on stiff foundations.
Steam turbines use fluid-film (journal) bearings where the bearing housing may show low vibration even when the shaft has significant movement. Shaft relative measurement captures:
- Rotor unbalance and thermal bowing
- Oil whirl and oil whip instabilities
- Rotor cracks and rubs
- Misalignment between coupled rotors
Monitoring shaft vibration is critical for early detection of developing faults.
For Zone C on a steam turbine or generator:
- Immediately notify plant management and operations
- Investigate root cause — check balance condition, alignment, bearing condition, foundation, thermal state
- Increase monitoring frequency to continuous if not already
- Plan corrective action for the next available outage
- Monitor trend — if approaching Zone D, consider load reduction or planned shutdown
ISO 20816-2 consolidates the former ISO 10816-2 (bearing housing vibration) and ISO 7919-2 (shaft vibration) for steam turbines into a single unified standard. The zone boundaries are essentially the same, but the new standard provides updated guidance on combined evaluation using both measurement types.
Procedurerna som beskrivs på den här sidan utvecklades och fälttestades av Vibromera-teamet med hjälp av Balanset-1A, en bärbar tvåkanalig balanserare och vibrationsanalysator för rotorbalansering på plats.
Professionella vibrationsanalysatorer och fältbalanseringssystem för turbomaskiner. Utvärdering på plats enligt ISO 20816. Används i fler än 50 länder.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko är vibrationsanalysingenjör samt grundare och vd för Vibromera. I mer än 15 år har han balanserat roterande utrustning ute i fält i stället för i en provbänk: slaghackar, industrifläktar, krossar, centrifuger, axlar och spindlar. Det är ur det arbetet Balanset-instrumenten har vuxit fram — de utformades som ett verktyg som en specialist kan bära med sig till maskinen och använda på egen hand på plats, inte som laboratorieutrustning. Vibromera grundades 2017 och har sedan 2023 sin bas i Porto i Portugal. Utveckling, montering och support av Balanset-serien sker här. Flaggskeppet är Balanset-1A, en bärbar analysator för balansering i ett och två plan och för vibrationsdiagnostik. Nikolai deltar personligen i kundsupporten, i arbetet med svåra balanseringsfall och i utvecklingen av programvaran. Han arbetar med kunder över hela världen, på vilket språk som helst.
