Безкоштовний інженерний інструмент #023
Межі вібрації — Гідротурбіни & насосні агрегати
Оцініть рівень вібрації гідротурбін, насос-турбін і насосів відповідно до ISO 20816-5. Підтримуються вимірювання швидкості на корпусі підшипника та зміщення вала.
Результати
| Зона | Межа | Опис |
|---|
Сфера застосування ISO 20816-5
ISO 20816-5 визначає критерії оцінки вібрації для гідравлічних машин, включаючи турбіни Каплана, Френсіса та Пельтона, насосні турбіни та насоси, що використовуються на гідроелектростанціях. Він охоплює як вертикальні, так і горизонтальні конфігурації машин.
Вібрація корпусу підшипника — вертикальні машини
Широкополосна швидкість вібрації, виміряна на корпусі підшипника в мм/с RMS, зазвичай у діапазоні 10–1000 Гц. Застосовується до вертикальних турбін Каплана, Френсіса, насос-турбін та насосних агрегатів. Значення меж зони на цій сторінці є спрощеними орієнтовними значеннями з серії ISO 10816/20816; таблиці ISO 20816-5, специфічні для групи машин та швидкості, відрізняються в деталях і повинні бути проконсультовані для контрактних або приймальних оцінок.
| Межа зони | Швидкість вібрації (mm/s RMS) |
|---|---|
| А/Б | 2.8 |
| Б/С | 5.3 |
| С/Д | 8.5 |
Вібрація корпусу підшипника — горизонтальний Пельтон
Горизонтальні турбіни Пельтона мають нижчі допустимі межі через розташування підшипників та характеристики імпульсного навантаження.
| Межа зони | Швидкість вібрації (mm/s RMS) |
|---|---|
| А/Б | 2.3 |
| Б/С | 4.5 |
| С/Д | 7.1 |
Зміщення вала — вертикальні машини
Відносне зміщення вала вимірюється за допомогою датчиків близькості та виражається як міжпікове зміщення в мкм.
| Межа зони | Зміщення (μm p-p) |
|---|---|
| А/Б | 80 |
| Б/С | 160 |
| С/Д | 260 |
ℹ️ Примітка: Вертикальні гідромашини мають унікальні вібраційні характеристики через силу тяжіння, що діє вздовж осі вала. Стан опорного підшипника та гідравлічні сили (помпаж у відсмоктувальній трубі, кавітація) суттєво впливають на вібраційні характеристики.
⚠️ Важливо: Слід контролювати вібрацію як корпусу підшипника, так і вала. Загальну оцінку визначає гірший з двох показників. Умови експлуатації (навантаження, напір, рівень нижнього б'єфа) сильно впливають на рівень вібрації в гідромашинах.
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
Процедури, описані на цій сторінці, були розроблені та випробувані в польових умовах командою Vibromera за допомогою Balanset-1A — портативного двоканального балансувального пристрою та аналізатора вібрації для балансування роторів на місці експлуатації.
Професійні аналізатори вібрації та системи балансування на місці для гідроенергетичного обладнання. Оцінка відповідності ISO 20816 на місці. Використовуються у понад 50 країнах.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko — інженер з аналізу вібрації, а також засновник і генеральний директор «Vibromera». Понад 15 років він балансує обертове обладнання в польових умовах, а не на випробувальному стенді: мульчувачі, промислові вентилятори, дробарки, центрифуги, вали та шпинделі. Саме з цієї роботи народилися прилади «Balanset» — вони створювалися як інструмент, який фахівець може принести до машини й використовувати самостійно, на місці, а не як лабораторне обладнання. «Vibromera» заснована у 2017 році, з 2023 року базується в Порту, Португалія. Розробка, складання та підтримка лінійки «Balanset» відбуваються саме тут. Флагманський прилад — «Balanset-1A», портативний аналізатор для одно- та двоплощинного балансування і вібраційної діагностики. Nikolai особисто бере участь у підтримці клієнтів, вирішенні складних випадків балансування та розробці програмного забезпечення. Він працює з клієнтами по всьому світу, будь-якою мовою.
