Внутренняя вибрация дизель-генераторной установки

Хотите узнать, почему в дизель-генераторных установках возникают внутренние вибрации и как их уменьшить, прочитайте этот подробный пост в блоге BISON.

2 июня 2023
BY BISON

дизельный генераторВ конструкцию входят электрическая и механическая части, которые также представляют собой электромеханическую комбинацию. Поэтому его отказ делится на два вида анализа. Причина дизельный генератор отказ от вибрации также делится на две части. Как правило, вибрации дизель-генератора вызываются неуравновешенными вращающимися частями, электромагнитными или механическими неисправностями.

Дисбаланс вращающейся части в основном вызван дисбалансом ротор, связь и трансмиссионное колесо. Решение состоит в том, чтобы сначала найти балансировку ротора. Если имеются большие ведущие колеса, тормозные колеса или муфты, отделите балансир от ротора. Найдите хорошую точку баланса, если есть большие трансмиссионные колеса, тормозные колеса, муфты и разъемные роторы. Затем происходит механическое ослабление вращающейся части. Если скоба железного сердечника ослаблена, косая шпонка и штифт ослаблены, ротор не закреплен и т. д., это вызовет дисбаланс вращающейся части.

Основные проблемы механической части следующие:

Соединительная часть системы вала смещена, осевые линии не совпадают, и выравнивание должно быть исправлено. Причиной этого сбоя в основном является плохое выравнивание и неправильная установка в процессе установки. Другая ситуация состоит в том, что осевые линии некоторых сцепляющихся деталей совпадают в холодном состоянии. Тем не менее, после определенного периода работы осевая линия ломается из-за деформации точки опоры ротора и основания, что приводит к вибрации.
Шестерни и муфты, относящиеся к генератору, неисправны. Этот тип отказа в основном проявляется в плохом зацеплении зубчатого колеса, сильном износе поверхности зубьев, плохой смазке колеса, перекосе муфты, несоосности, профиле зубьев зубчатой муфты, неправильном шаге зубьев, чрезмерном зазоре или сильном износе, что приведет к неизбежным повреждениям.
Нагрузка, приводимая в движение генератором, проводит вибрацию. Например, паровая турбина генератора паровой турбины вибрирует, а затем двигатель приводит в действие вентилятор, а вибрация водяного насоса вызывает вибрацию двигателя.
Конструктивные дефекты и проблемы монтажа самого генератора. Этот вид поломки в основном проявляется в эллипсе шейки, изгибе вала, слишком маленьком или слишком большом зазоре между валом и втулкой подшипника, жестком основании корпуса подшипника, опорной плиты, частей и даже всего фундамента генераторной установки недостаточно. Генератор и опорная плита нуждаются в доработке. Крепление должно быть прочным; анкерные болты ослаблены, а гнездо подшипника и нижняя пластина ослаблены. Если зазор между подшипником и вкладышем вала слишком велик или слишком мал, это не только вызовет вибрацию, но также вызовет ненормальную смазку и ненормальную температуру вкладыша подшипника.

Электромагнитные проблемы вызывают отказ электрической части

В основном это короткое замыкание обмотки ротора асинхронного двигателя, неправильное подключение статора двигателя переменного тока, короткое замыкание между витками обмотки возбуждения синхронного двигателя, перекос катушки возбуждения асинхронного двигателя. синхронного двигателя, сломанный стержень ротора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и переменный воздушный зазор статора и ротора вызывают деформацию сердечника ротора, что приводит к неуравновешенному потоку воздушного зазора, вызывая ненормальную вибрацию.

Внутренняя виброизоляция дизель-генераторной установки

Генераторные защищены от собственных колебаний без изоляции. Некоторые генераторные установки предназначены для поглощения всех нормальных вибраций, возникающих внутри, и большинства внешних ударных нагрузок.

Не так в среде генератора. Неработающие генераторы, вспомогательное оборудование, такое как выключатели и реле, а также строительные конструкции могут подвергаться неблагоприятному воздействию вибраций от работающего дизельного генератора.

Типы вибрации

Существует два типа вибрации генераторной установки: крутящий и линейный.

Крутильные колебания вызваны силами сгорания, воздействующими на коленчатый вал двигателя, передающимися по всей вращающейся массе. За исключением отдельных установок, правильное согласование двигателя и генераторной установки на заводе полностью исключает эту вибрацию.

Линейные вибрации могут иметь множество причин, обычно связанных с тряской и шумом оборудования. Ее точную природу часто трудно определить без приборов, поскольку общая измеренная вибрация приблизительно равна сумме источников вибрации.

Двигатели вибрируют из-за сил сгорания, реакции крутящего момента, сочетания массы и жесткости конструкции, а также производственных допусков вращающихся компонентов. Эти силы могут создавать различные нежелательные условия, от нежелательного шума до высоких уровней нагрузки и возможного отказа компонентов двигателя или генератора. На оборотах двигателя, при которых возникает резонанс, вибрационные напряжения достигают опасного уровня. Резонанс возникает, когда собственная частота системы совпадает с частотой возбуждения двигателя. Вся система двигатель-генератор должна быть проанализирована на наличие критических линейных и крутильных колебаний.

Вибрационные эффекты

Вращающееся оборудование, такое как бегущее дизель-генераторная установка всегда будут испытывать некоторую вибрацию, поэтому лучше изолировать оборудование. Устройство нельзя размещать непосредственно на камнях, почве, стали или бетоне. Эти материалы могут передавать вибрации на большие расстояния.

Резонанс определенных частот генераторной установки с собственными частотами элементов конструкции здания может привести к повреждению некоторых типов зданий.

Измеренная вибрация приблизительно представляет собой сумму всех источников вибрации. Тестирование может определить источник.

Генераторы могут быть изолированы от окружающей среды с помощью объемных изоляторов, таких как инерционные блоки или коммерческие изоляторы.

Объемные изоляторы являются более дорогими и сложными из двух систем. Он состоит из большого блока, на котором смонтирована генераторная установка. Блок окружен стекловолокном или пробкой, изолируя его от окружающей конструкции.

Резиновые прокладки иногда гасят высокие частоты, вызывающие шум, но наиболее распространенным устройством является подпружиненный изолятор. Он обеспечивает примерно 95% изоляцию всех вибраций и устраняет необходимость в инерционных массах.

Пружинные амортизаторы размещаются под направляющими генератора, но не крепятся болтами к полу, если блок не установлен параллельно другим генераторам или не расположен в сейсмоопасной зоне. Пружинные амортизаторы наиболее эффективны, если они расположены непосредственно под монтажными опорами двигателя и генератора.

Необходимо позаботиться о том, чтобы пружины могли выдержать вес генераторной установки. Если пружина полностью сжата, все вибрации передаются непосредственно конструкции, на которой она сидит.

Учитывать незанятые единицы

Неработающие блоки могут быть повреждены вибрацией от находящихся поблизости работающих блоков. Поскольку в натяжном ролике нет давления масла для смазки внутренних компонентов, вибрации могут привести к серьезному повреждению. Здесь пружинные амортизаторы минимизируют воздействие вибраций.

Топливопроводы, выхлопные трубопроводы и электрические соединения передают вибрации. Было бы напрасной тратой усилий обеспечивать защиту установки, если для этих соединений указано, что они должны иметь соединения с ограничением вибрации. Каждое соединение должно быть гибко изолировано, чтобы обеспечить максимальное гашение вибрации.

Резонанс в трубопроводных системах также можно уменьшить, подвешивая опоры на неравных расстояниях. Для ослабления низкочастотных вибраций используйте подпружиненные подвески трубы изолятора. Используйте резиновые или пробковые подвесы, чтобы свести к минимуму высокочастотные вибрации.

Укажите, чтобы подвески устанавливались с неравными интервалами, чтобы свести к минимуму проблемы с вибрацией трубопровода.

Вся система может быть протестирована, чтобы убедиться, что вибрации не являются чрезмерными. Если структура (Базовая структура генераторной установки: подробное руководство) чувствителен к вибрациям от работы генераторной установки, такие испытания следует рассмотреть перед вводом оборудования в эксплуатацию.

Проблемы с вибрацией могут нанести значительный ущерб, и лучше всего решать их при написании спецификации. Добавление пружинных амортизаторов или инерционных блоков, а также гибких соединений на трубах и проводах может предотвратить трудности в дальнейшем.

Муфты устраняют внутреннюю вибрацию в дизельных генераторах.

BISON резиновые компрессионные муфты представляют собой идеальное решение для защиты газовых и дизельных генераторных установок от катастрофических последствий крутильных колебаний и резонанса, которые могут возникнуть при согласовании с собственной частотой системы.

Крутильная вибрация является неотъемлемой характеристикой любого двигателя внутреннего сгорания из-за пульсации или пикового крутящего момента, испытываемого поршнем во время рабочего такта при воспламенении топливно-воздушной смеси. Каждый импульс или пик крутящего момента вызывает незаметное скручивание приводного вала, а когда задействована большая мощность, задействованные силы могут быть огромными.

Всем физическим системам присуща частота вибрации — вроде колокола. Предположим, к методу приложена внешняя сила, частота которой совпадает с его собственной частотой; происходит усиление, известное как резонанс. Такие резонансы могут быть очень разрушительными, как показано в самом известном случае обрушения моста Такома-Нарроуз в США в 1940 году, когда частота порывов ветра совпала с собственной частотой моста.

Точно так же предположим, что крутильные колебания совпадают с собственной частотой системы на генераторной установке с дизельным или газовым двигателем. В этом случае результаты могут быть катастрофическими или, по крайней мере, сократить срок службы компонентов и значительно увеличить расходы на техническое обслуживание и эксплуатацию.

Резиновые компрессионные муфты устраняют эти проблемы, потому что резиновая масса внутри муфты тщательно подобрана для гашения вибраций и удержания собственной частоты в стороне от рабочей скорости двигателя. Муфты обеспечивают привод через сжатую резиновую массу, отсюда и название спрессованной резины.

Гибкая муфта этого типа не требует технического обслуживания, по своей природе отказоустойчива и является лучшим выбором, чем резиновые гибкие муфты срезного типа, склонные к преждевременному износу из-за усталости в дизельных и газовых приводных системах. BISON резиновые компрессионные муфты могут работать при температурах до 200°C и обеспечивают возможность компенсации смещения и, при необходимости, слепые подходящие варианты.

Заключение

Итак, мы обсудили снижение внутренней вибрации дизель-генераторной установки. Надеемся, теперь вы понимаете, почему возникают вибрации и какие существуют способы их уменьшения.

Если у вас остались вопросы, свяжитесь с нами. Мы являемся OEM и оптовым поставщиком генераторов всех типов..

Часто задаваемые вопросы о внутренней вибрации дизель-генераторной установки

Каков предел вибрации дизельного генератора?

Соответственно допустимый уровень вибрации дизеля составляет 45мм/с, а генератора 20 и 28мм/с. Если уровень вибрации генератора ниже 20 мм/с, он не будет поврежден.

Как измерить вибрацию в генераторе?

Стандартные испытания генератора на вибрацию включают:

Ударное испытание лобовых обмоток статора и фазных соединителей.
Глобальные режимы лобовых корзин.
Основные режимы статоров.

Как остановить вибрацию генератора?

Еще один отличный способ уменьшить шум — ограничить его у источника. Размещение антивибрационных опор под генератором изолирует вибрации и снижает передачу шума. Существует множество различных вариантов — резиновые опоры, пружинные опоры и амортизаторы — и ваш выбор будет зависеть от уровня децибел, которого вам необходимо достичь.