Khám phá Vibromera.com — trang web quốc tế mới của chúng tôi. Truy cập Vibromera.com →

Công cụ kỹ thuật miễn phí #023

Giới hạn rung động — Tua bin thủy điện và các tổ máy bơm

Đánh giá mức độ rung động của tuabin thủy lực, tuabin bơm và bơm theo tiêu chuẩn ISO 20816-5. Hỗ trợ đo vận tốc vỏ ổ trục và độ dịch chuyển trục.

ISO 20816-5 Khu vực A/B/C/D Máy thủy lực
Cài đặt nhanh

Kết quả

A
B
C
D
Vùng rung động
—
Giá trị đo được
—
Sự giới thiệu
—
VùngRanh giớiMô tả

Phạm vi áp dụng tiêu chuẩn ISO 20816-5

Tiêu chuẩn ISO 20816-5 quy định các tiêu chí đánh giá rung động cho các máy thủy lực, bao gồm tuabin Kaplan, Francis và Pelton, tuabin bơm và máy bơm được sử dụng trong các nhà máy thủy điện. Tiêu chuẩn này bao gồm cả cấu hình máy theo phương thẳng đứng và phương nằm ngang.

Rung động vỏ ổ trục — Máy trục đứng

Vận tốc rung băng thông rộng đo trên vỏ gối đỡ tính bằng mm/s RMS, thường trong dải 10–1000 Hz. Áp dụng cho tổ máy Kaplan trục đứng, Francis, tua-bin-bơm và bơm. Các giá trị ngưỡng vùng trên trang này là các giá trị hướng dẫn đơn giản hóa từ chuỗi tiêu chuẩn ISO 10816/20816; các bảng riêng theo nhóm máy và tốc độ của ISO 20816-5 có chi tiết khác biệt và cần được tham chiếu cho các đánh giá theo hợp đồng hoặc nghiệm thu.

Giới hạn vùngVận tốc (mm/s RMS)
A/B2.8
B/C5.3
ĐĨA CD8.5

Rung động vỏ ổ trục — Pelton ngang

Các tuabin Pelton nằm ngang có giới hạn cho phép thấp hơn do cách bố trí ổ trục và đặc tính tải xung.

Giới hạn vùngVận tốc (mm/s RMS)
A/B2.3
B/C4.5
ĐĨA CD7.1

Thể tích dịch chuyển trục — Máy trục đứng

Độ dịch chuyển tương đối của trục được đo bằng đầu dò tiệm cận, được biểu thị bằng độ dịch chuyển đỉnh-đỉnh tính bằng μm.

Giới hạn vùngĐộ dịch chuyển (μm pp)
A/B80
B/C160
ĐĨA CD260

ℹ️ Lưu ý: Các máy thủy lực trục đứng có đặc điểm rung động riêng biệt do trọng lực tác động dọc theo trục quay. Tình trạng ổ đỡ lực đẩy và các lực thủy lực (hiện tượng dâng áp trong ống dẫn, hiện tượng xâm thực) ảnh hưởng đáng kể đến hành vi rung động.

⚠️ Quan trọng: Cần theo dõi cả độ rung của vỏ ổ trục và trục quay. Kết quả đánh giá tổng thể sẽ dựa trên giá trị tồi tệ hơn trong hai kết quả này. Điều kiện vận hành (tải trọng, cột nước, mực nước hạ lưu) ảnh hưởng mạnh mẽ đến mức độ rung động trong các máy thủy điện.

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

Các quy trình được mô tả trên trang này đã được đội ngũ Vibromera phát triển và thử nghiệm thực địa bằng Balanset-1A, một máy cân bằng hai kênh cầm tay kiêm máy phân tích rung động dùng để cân bằng rotor tại chỗ.

Vibromera — Thiết bị cân bằng và phân tích rung động di động
Máy phân tích rung động chuyên nghiệp và hệ thống cân bằng tại chỗ cho máy móc thủy điện. Đánh giá tại chỗ tuân thủ tiêu chuẩn ISO 20816. Được sử dụng tại hơn 50 quốc gia.
Tìm hiểu thêm về các thiết bị cân bằng của Vibromera
Chuyên mục:

Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko là kỹ sư phân tích rung động, đồng thời là người sáng lập và tổng giám đốc của Vibromera. Hơn 15 năm qua, ông cân bằng thiết bị quay ngay tại hiện trường chứ không phải trên bàn thử: máy nghiền thực bì, quạt công nghiệp, máy nghiền đá, máy ly tâm, trục và trục chính. Chính từ công việc đó mà các thiết bị Balanset ra đời — chúng được thiết kế như một công cụ mà chuyên gia có thể mang tới tận máy và sử dụng một mình ngay tại chỗ, chứ không phải thiết bị phòng thí nghiệm. Vibromera được thành lập năm 2017 và từ năm 2023 đặt trụ sở tại Porto, Bồ Đào Nha. Toàn bộ việc phát triển, lắp ráp và hỗ trợ dòng Balanset đều diễn ra tại đây. Thiết bị chủ lực là Balanset-1A, máy phân tích cầm tay dùng cho cân bằng một và hai mặt phẳng và cho chẩn đoán rung động. Nikolai trực tiếp tham gia hỗ trợ khách hàng, xử lý các ca cân bằng khó và phát triển phần mềm. Ông làm việc với khách hàng trên toàn thế giới, bằng bất kỳ ngôn ngữ nào.

WhatsApp
Balanset-1A · 1.975 €Hỏi kỹ sư