Внутрішня вібрація дизель-генераторної установки

Хочете знати, чому виникають внутрішні вібрації в дизель-генераторних установках і як їх зменшити? Тоді прочитайте цю детальну публікацію в блозі від BISON.

2 Червня, 2023.
BY BISON

Команда дизельний генераторСтруктура включає електричні та механічні частини, що також є електромеханічною комбінацією. Тому його несправність поділяється на два види аналізу. Причина дизельний генератор вібраційний збій також поділяється на дві частини. Зазвичай вібрації дизельного генератора спричинені незбалансованими обертовими деталями або електромагнітними чи механічними несправностями.

Дисбаланс обертової частини головним чином спричинений дисбалансом ротор, зв'язок та трансмісійне колесоРішення полягає в тому, щоб спочатку знайти баланс ротора. Якщо є великі ведучі колеса, гальмівні колеса або муфти, відокремте баланс від ротора. Знайдіть хорошу точку балансу, якщо є великі передавальні колеса, гальмівні колеса, муфти та розрізні ротори. Тоді відбувається механічне розхитування обертової частини. Якщо кронштейн із залізним сердечником ослаблений, похила шпонка та штифтовий вал ослаблені, ротор не закріплений тощо, це призведе до дисбалансу обертової частини.

Основні проблеми механічної частини полягають у наступному:

Тягова частина валової системи розташована неправильно, центральні лінії не збігаються, і вирівнювання потребує виправлення. Причиною цієї несправності головним чином є погане вирівнювання та неправильне встановлення під час процесу встановлення. Інша ситуація полягає в тому, що центральні лінії деяких з'єднаних деталей збігаються в холодному стані. Однак, після певного періоду експлуатації, центральна лінія порушується через деформацію точки опори ротора та фундаменту, що призводить до вібрації.
Несправні шестерні та муфти, пов'язані з генератором. Цей вид несправності в основному проявляється у поганому зачепленні шестерень, сильному зносі поверхні зубів, поганому змащенні коліс, перекошеній муфті, неспіввісності, профілі зубів зубчастої муфти, неправильному кроці зубів, надмірному зазорі або надмірному зносі, що призводить до неминучих пошкоджень.
Навантаження, що приводиться в дію генератором, проводить вібрацію. Наприклад, парова турбіна паротурбогенератора вібрує, потім двигун приводить у рух вентилятор, а вібрація водяного насоса викликає вібрацію двигуна.
Структурні дефекти та проблеми з монтажем самого генератора. Цей вид поломки в основному проявляється в еліпсі шийки підшипника, вигині вала, занадто малому або занадто великому зазорі між валом та втулкою підшипника, а також недостатньо жорсткій основі корпусу підшипника, опорній плиті, деталях та навіть всьому фундаменті для встановлення генератора. Генератор та опорна плита потребують покращення. Кріплення має бути міцним; анкерні болти ослаблені, а посадочне місце підшипника та нижня плита ослаблені. Якщо зазор між підшипником та опорною плитою вала занадто великий або занадто малий, це не тільки спричинить вібрацію, але й призведе до ненормального змащування та ненормального нагрівання опорної плити підшипника.

Електромагнітні проблеми призводять до виходу з ладу електричної частини

В основному це включає коротке замикання обмотки ротора асинхронного двигуна з обмоткою, неправильне підключення статора двигуна змінного струму, коротке замикання між витками обмотки збудження синхронного двигуна, неспіввідношення котушки збудження синхронного двигуна, зламаний стрижень ротора асинхронного двигуна з кліткою, а також змінний повітряний зазор між статором і ротором, що призводить до деформації осердя ротора, що призводить до незбалансованого потоку повітряного зазору та аномальної вібрації.

Внутрішня віброізоляція дизель-генераторної установки

Гінцети захищені від самозбуджуючихся коливань без ізоляції. Деякі генераторні установки розроблені для поглинання всіх нормальних коливань, що генеруються всередині, та більшості зовнішніх ударних навантажень.

Але не так у генераторному середовищі. Вібрації від працюючого дизельного генератора можуть негативно впливати на непрацюючі генератори, допоміжне обладнання, таке як перемикачі та реле, а також будівельні конструкції.

Типи вібрації

Існує два типи вібрації генераторної установки: крутильний та лінійний.

Крутні коливання спричинені силами згоряння, що діють на колінчастий вал двигуна та передаються по всій обертовій масі. За винятком певних випадків встановлення, правильне поєднання двигуна та генераторної установки на заводі повністю запобігає цій вібрації.

Лінійні коливання можуть мати багато причин, зазвичай пов'язаних зі трясінням та шумним обладнанням. Їх точну природу часто важко визначити без інструментів, оскільки загальна виміряна вібрація приблизно дорівнює сумі джерел вібрації.

Двигуни вібрують через сили згоряння, реакцію крутного моменту, поєднання структурної маси та жорсткості, а також виробничі допуски обертових компонентів. Ці сили можуть створювати різні небажані умови, від небажаного шуму до високих рівнів напружень та, зрештою, виходу з ладу компонентів двигуна або генератора. На швидкостях двигуна, де виникає резонанс, вібраційні напруження досягають руйнівних рівнів. Резонанс виникає, коли власна частота системи збігається зі збудженням двигуна. Всю систему двигун-генератор необхідно проаналізувати на наявність критичних лінійних та крутильних коливань.

Вплив вібрації

Обертові механізми, такі як рухомі дизель-генераторна установка завжди буде відчувати певну вібрацію, тому найкраще ізолювати обладнання. Пристрій не слід розміщувати безпосередньо на каменях, ґрунті, сталі чи бетоні. Ці матеріали можуть передавати вібрації на великі відстані.

Резонанс певних частот генераторної установки з власними частотами конструкційних елементів будівель може призвести до пошкодження певних типів будівель.

Виміряна вібрація приблизно є сумою всіх джерел вібрації. Випробування можуть визначити джерело.

Генератори можна ізолювати від навколишнього середовища за допомогою об'ємних ізоляторів, таких як інерційні блоки або комерційні ізолятори.

Об'ємні ізолятори є дорожчою та складнішою з двох систем. Вони складаються з великого блоку, на якому встановлена генераторна установка. Блок оточений скловолокном або корком, що ізолює його від навколишньої конструкції.

Гумові прокладки іноді гасять високі частоти, що викликають шум, але найпоширенішим пристроєм є пружинний ізолятор. Він забезпечує приблизно 95% ізоляції всіх коливань та усуває необхідність використання інерційних мас.

Пружинні ізолятори розміщуються під рейками генератора, але не кріпляться болтами до підлоги, окрім випадків, коли агрегат встановлений паралельно з іншими генераторами або знаходиться в сейсмонебезпечній зоні. Пружинні ізолятори найефективніші, коли вони розташовані безпосередньо під двигуном та опорами генератора.

Необхідно переконатися, що пружини можуть витримати вагу генераторної установки. Якщо пружина повністю стиснута, всі коливання передаються безпосередньо на конструкцію, на якій вона розташована.

Розглянемо простоюючі одиниці

Непрацюючі агрегати можуть бути пошкоджені вібраціями від сусідніх працюючих агрегатів. Оскільки натяжний ролик не має тиску оливи для змащування внутрішніх компонентів, вібрації можуть спричинити серйозні пошкодження. У цьому випадку пружинні ізолятори мінімізують вплив вібрацій.

Паливні трубопроводи, випускні трубопроводи та електричні з'єднання передають вібрації. Забезпечення захисту монтажу є марною тратою зусиль, якщо ці з'єднання мають обмеження вібрації. Кожне з'єднання має бути гнучко ізольоване для максимального гасіння вібрацій.

Резонанс у трубопровідних системах також можна зменшити, підвішуючи опори на нерівних відстанях. Для послаблення низькочастотних коливань використовуйте пружинні ізоляторні підвіси для труб. Використовуйте гумові або коркові підвіси для мінімізації високочастотних коливань.

Зверніть увагу, що підвіски встановлюються з нерівномірними інтервалами, щоб мінімізувати проблеми з вібрацією трубопроводів.

Всю систему можна перевірити, щоб переконатися, що вібрації не є надмірними. Якщо структура (Базова структура генераторної установки: вичерпний посібник) чутливий до вібрацій від роботи генераторної установки, такі випробування слід враховувати перед введенням обладнання в експлуатацію.

Проблеми з вібрацією можуть спричинити значні пошкодження, і їх найкраще вирішувати під час написання специфікації. Додавання пружинних ізоляторів або інерційних блоків і гнучких з'єднань на трубах і проводах може запобігти труднощам у майбутньому.

Муфти усувають внутрішню вібрацію в дизельних генераторах

BISON гумові компресійні муфти є ідеальним рішенням для захисту газових та дизельних генераторних установок від катастрофічного впливу крутильних коливань та резонансу, які можуть виникнути, якщо їх вирівняти з власною частотою системи.

Крутільна коливання є невід'ємною характеристикою будь-якого двигуна внутрішнього згоряння через пульсацію, або пік крутного моменту, який відчуває поршень під час робочого ходу, коли паливно-повітряна суміш запалюється. Кожен імпульс або пік крутного моменту викликає непомітне повертання приводного валу, а коли задіяна велика потужність, сили, що діють, можуть бути надзвичайно високими.

Усі фізичні системи мають власну частоту вібрації — щось на кшталт дзвона. Припустимо, що до системи застосовується зовнішня сила, яка збігається з її власною частотою; відбувається посилення, відоме як резонанс. Такі резонанси можуть бути дуже руйнівними, як показано в найвідомішому випадку обвалення мосту Такома-Нарроуз у Сполучених Штатах у 1940 році, коли частота поривів вітру збіглася з власною частотою мосту.

Аналогічно, припустимо, що крутильні коливання збігаються з власною частотою системи генераторної установки з дизельним або газовим двигуном. У такому випадку результати можуть бути катастрофічними або, принаймні, скоротити термін служби компонентів та значно збільшити витрати на технічне обслуговування та експлуатацію.

Гумові компресійні муфти усувають ці проблеми, оскільки гумова маса всередині муфти ретельно підібрана для гасіння коливань та утримання природної частоти подалі від робочої швидкості двигуна. Муфти забезпечують привід через стиснуту гумову масу, звідси й назва стиснута гума.

Цей тип гнучкої муфти не потребує обслуговування, за своєю суттю безпечний у відмовах і є кращим вибором, ніж гумові гнучкі муфти зсувного типу, схильні до передчасного руйнування внаслідок втоми в дизельних та газових приводних системах. BISON Гумові компресійні муфти можуть працювати за температур до 200°C та пропонують можливість вирівнювання, а також придатні для використання заглушками опції за потреби.

Висновок

Отже, ми обговорили зменшення внутрішньої вібрації дизель-генераторної установки. Сподіваємося, що тепер ви розумієте, чому виникають вібрації та які існують методи їх зменшення.

Якщо у вас все ще є якісь питання, будь ласка, зв'яжіться з нами. Ми є виробником оригінального обладнання та оптовим постачальником генераторів усіх типів..

Найчастіші запитання щодо внутрішньої вібрації дизельного генератора

Яка межа вібрації дизельного генератора?

Відповідно, допустимий рівень вібрації дизельного двигуна становить 45 мм/с, а генератора – 20 та 28 мм/с. Якщо рівень вібрації генератора нижче 20 мм/с, він не буде пошкоджений.

Як виміряти вібрацію в генераторі?

Стандартні випробування для вібраційних випробувань генератора включають:

Випробування на ударну напругу обмоток статора та фазних з'єднувачів.
Глобальні режими торцевої обмотки кошиків.
Основні режими статорів.

Як зупинити вібрацію генератора?

Ще один чудовий спосіб зменшити шум – це обмежити його в джерелі. Розміщення вібраційних кріплень під генератором ізолює вібрації та зменшує передачу шуму. Існує багато різних варіантів – гумові кріплення, пружинні кріплення та демпфери – і ваш вибір залежатиме від рівня децибелів, якого вам потрібно досягти.