Rung cộng hưởng máy phát điện  với nền móng: Dấu hiệu nhận biết và cách xử lý

Rung cộng hưởng máy phát điện có thể khiến sàn nhà rung mạnh, tường phát tiếng ù hoặc khu vực lân cận xuất hiện tiếng ồn bất thường. Khi gặp tình trạng này, cần kiểm tra hệ thống lắp đặt.

Hiện tượng cộng hưởng có thể xảy ra khi rung động của tổ máy tương tác với kết cấu đỡ. Tuy nhiên, rung mạnh cũng có thể bắt nguồn từ chân đế, đường ống xả hoặc các liên kết cơ khí.

Với máy phát điện Isuzu 80kVA, việc xác định đúng nguyên nhân giúp hạn chế sửa chữa không cần thiết. Người vận hành cần phân biệt rung thông thường với dấu hiệu bất thường để có phương án xử lý phù hợp. Để tìm hiểu thêm về các dòng máy và giải pháp cấp điện, bạn có thể tham khảo tại Kho Máy Phát Điện.

Vì sao máy phát điện rung nhưng chưa chắc đã bị cộng hưởng?

Động cơ diesel tạo ra lực cơ học trong quá trình quay và đốt cháy nhiên liệu. Những lực này truyền qua khung bệ và có thể tác động đến nền móng.

Trong khi đó, nền bê tông, sàn nhà và các bộ phận kết cấu đều có đặc tính dao động riêng. Khi tần số kích thích gần với tần số riêng của hệ thống, biên độ rung có thể tăng đáng kể.

Đó là một cơ chế dẫn đến cộng hưởng. Tuy nhiên, không thể xác nhận hiện tượng này chỉ bằng cách quan sát máy rung mạnh.

Một số nguyên nhân khác cũng có thể tạo biểu hiện tương tự:

• Bộ giảm chấn bị lão hóa, nứt hoặc biến dạng.

• Chân đế lắp đặt không đồng đều.

• Bu lông liên kết bị lỏng.

• Động cơ hoặc đầu phát xuất hiện bất thường về cơ khí.

• Đường ống xả hoặc kết nối cứng truyền rung sang kết cấu công trình.

• Nền móng không đáp ứng yêu cầu chịu tải động của tổ máy.

Theo tài liệu kỹ thuật của mtu, kiểm soát rung cần xem xét cả sự cách ly giữa động cơ và khung bệ, lẫn sự cách ly giữa toàn bộ tổ máy với kết cấu công trình.

Nguồn tham khảo: https://www.mtu-solutions.com/seai/en/technical-articles/2019/controlling-generator-set-vibration-to-minimize-dynamic-loading.html

Dấu hiệu rung truyền qua nền móng máy phát điện

Sàn hoặc tường rung rõ hơn tại một số vị trí

Khi máy hoạt động, người vận hành có thể nhận thấy rung tại sàn, tường hoặc kết cấu gần phòng máy. Một số vị trí có thể rung mạnh hơn những vị trí khác.

Biểu hiện này gợi ý rằng rung động đang truyền vào kết cấu. Tuy nhiên, nó chưa đủ để kết luận nền móng đang cộng hưởng.

Cần kiểm tra vị trí đặt máy, điểm tiếp xúc với sàn và các kết nối giữa tổ máy với công trình.

Tiếng ù xuất hiện ở phòng bên cạnh

Tiếng ồn không chỉ truyền trực tiếp qua không khí. Dao động cơ học còn có thể truyền vào kết cấu rồi phát ra âm thanh tại những vị trí khác.

Ví dụ, đường ống xả gắn cứng vào tường có thể trở thành đường truyền rung. Khi đó, tiếng ù tại phòng bên cạnh chưa chắc bắt nguồn từ vỏ máy phát điện.

Cần xác định vị trí tiếng ồn rõ nhất trước khi lựa chọn giải pháp cách âm hoặc giảm chấn.

Rung thay đổi theo tốc độ hoặc trạng thái vận hành

Nếu mức rung thay đổi đáng kể theo tốc độ động cơ hoặc trạng thái tải, đây là thông tin hữu ích cho quá trình chẩn đoán.

Kỹ thuật viên có thể đối chiếu tốc độ quay, tần số rung và biên độ đo được. Nếu rung tăng mạnh tại một dải tần nhất định, cần xem xét khả năng cộng hưởng.

Dù vậy, sự thay đổi theo tốc độ cũng có thể xuất phát từ nguồn rung của động cơ hoặc bộ phận quay. Không nên kết luận chỉ dựa trên một dấu hiệu.

Cách phân biệt rung từ tổ máy và rung từ kết cấu

Trước tiên, hãy quan sát vị trí xuất hiện rung và thời điểm rung bắt đầu. Không cần tháo vỏ máy hoặc tiếp xúc với các bộ phận đang chuyển động để thực hiện bước đánh giá ban đầu.

Dấu hiệu	Khả năng cần kiểm tra	Hướng đánh giá
Khung máy rung mạnh bất thường	Động cơ, đầu phát, khung bệ	Kiểm tra cơ khí và đo rung
Sàn rung rõ khi máy chạy	Chân đế, bộ giảm chấn, nền móng	Đánh giá đường truyền rung
Đường ống phát tiếng va chạm	Giá đỡ và khe hở đường ống	Kiểm tra liên kết, độ dịch chuyển
Tiếng ù tập trung tại tường	Kết cấu truyền rung	Đo rung tại nhiều vị trí
Rung tăng mạnh ở một tốc độ	Nguồn kích thích hoặc cộng hưởng	Phân tích tần số và biên độ

Bảng trên chỉ dùng để định hướng kiểm tra. Mỗi dấu hiệu có thể liên quan đến nhiều nguyên nhân khác nhau.

Quy trình kiểm tra và xử lý rung cộng hưởng

1. Kiểm tra chân đế và bộ giảm chấn

Bộ giảm chấn có nhiệm vụ hạn chế rung truyền từ tổ máy sang kết cấu đỡ. Tùy thiết kế, bộ phận này có thể sử dụng vật liệu đàn hồi hoặc cơ cấu lò xo.

Hãy kiểm tra bằng mắt các dấu hiệu như cao su nứt, biến dạng, lún không đều hoặc bộ phận kim loại tiếp xúc trực tiếp ngoài thiết kế.

Đồng thời, cần đối chiếu vị trí lắp đặt với hướng dẫn của nhà sản xuất. Bộ giảm chấn không phù hợp với tải trọng có thể làm giảm hiệu quả cách ly rung.

Không tự ý thay đệm cao su bằng loại mềm hơn. Độ cứng, khả năng chịu tải và độ võng làm việc phải phù hợp với trọng lượng và đặc tính của tổ máy.

2. Kiểm tra nền móng và khung bệ

Nền móng phải đáp ứng yêu cầu chịu trọng lượng tĩnh và tải động của tổ máy. Ngoài khả năng chịu lực, độ phẳng và độ ổn định của bề mặt cũng ảnh hưởng đến cách tổ máy tiếp xúc với nền.

Cần quan sát các vết nứt, dấu hiệu lún, bu lông neo bất thường hoặc điểm tiếp xúc không đồng đều.

Nếu máy được đặt trên sàn tầng, mái hoặc kết cấu có độ cứng hạn chế, cần xem xét cả đặc tính dao động của công trình. Không nên chỉ bổ sung vật liệu giảm chấn mà chưa đánh giá khả năng chịu tải của nền.

Khi phát hiện nứt kết cấu hoặc lún bất thường, hãy yêu cầu kỹ sư đánh giá trước khi tiếp tục vận hành theo quy trình thông thường.

3. Kiểm tra đường ống xả và các kết nối

Đường ống xả, đường nhiên liệu, ống gió và hệ thống dây dẫn có thể tạo thành đường truyền rung nếu lắp đặt không phù hợp.

Theo hướng dẫn thiết kế tổ máy của Cummins, các kết nối cần được xem xét để hạn chế truyền rung và tránh gây ứng suất không cần thiết lên thiết bị.

Với đường ống xả, cần kiểm tra giá đỡ, khoảng hở và cấu hình khớp nối mềm theo thiết kế. Không để trọng lượng đường ống dồn lên đầu nối của động cơ.

Tương tự, các ống gió và đường dây không nên tạo liên kết cứng ngoài thiết kế giữa tổ máy với công trình.

Không tự ý cắt, nới lỏng hoặc thay đổi kết nối khi máy đang hoạt động. Việc điều chỉnh cần được thực hiện bởi kỹ thuật viên có chuyên môn.

Nguồn tham khảo: https://incal.cummins.com/www/literature/applicationmanuals/t030-ch-6-en.pdf

4. Đo rung tại tổ máy và kết cấu xung quanh

Nếu kiểm tra trực quan chưa xác định được nguyên nhân, cần đo rung tại những vị trí phù hợp.

Kỹ thuật viên có thể ghi nhận biên độ rung tại khung bệ, nền gần chân máy và các vị trí kết cấu bị ảnh hưởng. Việc đo nên được thực hiện trong những điều kiện vận hành có thể so sánh.

Khi cần xác định cộng hưởng, phân tích tần số sẽ hữu ích hơn việc chỉ đo một giá trị rung tổng thể. Kết quả cần được đối chiếu với tốc độ quay, đặc tính nguồn rung và dữ liệu kỹ thuật của tổ máy.

Không có một ngưỡng rung duy nhất áp dụng cho mọi máy phát điện. Giới hạn đánh giá phải căn cứ vào hướng dẫn của nhà sản xuất, loại thiết bị, vị trí đo và tiêu chuẩn phù hợp.

Những cách xử lý dễ mắc sai lầm

Một sai lầm phổ biến là chỉ đặt thêm thảm cao su dưới máy. Biện pháp này không bảo đảm giải quyết được cộng hưởng nếu chưa xác định đặc tính của nền móng và bộ giảm chấn.

Sai lầm thứ hai là siết chặt mọi liên kết để giảm rung. Một số liên kết cần có khả năng dịch chuyển hoặc cách ly theo thiết kế. Thay đổi tùy tiện có thể làm tăng truyền rung hoặc gây hư hỏng.

Sai lầm tiếp theo là xử lý tiếng ồn bằng vật liệu cách âm nhưng bỏ qua rung kết cấu. Vật liệu cách âm có thể giảm âm truyền trong không khí, nhưng không nhất thiết giải quyết được rung truyền qua sàn và tường.

Cuối cùng, không nên kết luận máy phát điện bị cộng hưởng chỉ vì rung mạnh hơn bình thường. Cần loại trừ các nguyên nhân cơ khí và kiểm tra điều kiện lắp đặt trước khi quyết định giải pháp.

Khi nào cần kỹ sư chuyên môn?

Hãy yêu cầu kiểm tra chuyên sâu khi rung tăng bất thường, kết cấu xuất hiện vết nứt, bộ giảm chấn bị hư hỏng hoặc đường ống liên tục va chạm.

Việc đánh giá chuyên môn cũng cần thiết khi máy đặt gần thiết bị nhạy cảm, khu vực làm việc thường xuyên hoặc trên sàn tầng.

Nếu rung đi kèm tiếng va đập, nhiệt độ bất thường, cảnh báo thiết bị hoặc dấu hiệu hư hỏng cơ khí, hãy thực hiện quy trình dừng máy an toàn theo hướng dẫn vận hành.

Đối với hệ thống sử dụng máy phát điện Isuzu 80kVA, người phụ trách nên cung cấp model chính xác, bản vẽ lắp đặt, tình trạng nền móng và kết quả đo rung nếu có.

Bạn có thể tham khảo thông tin tổ máy tại bài máy phát điện Isuzu 80kVA. Khi trao đổi với đơn vị cung cấp, hãy mô tả rõ rung xuất hiện tại máy, sàn hay phòng bên cạnh để hỗ trợ quá trình chẩn đoán.

Kết luận

Rung cộng hưởng với nền móng là một khả năng cần xem xét khi máy phát điện gây rung mạnh cho sàn, tường hoặc khu vực xung quanh. Tuy nhiên, không phải mọi trường hợp rung đều xuất phát từ cộng hưởng.

Cách tiếp cận phù hợp là kiểm tra chân đế, bộ giảm chấn, nền móng và các kết nối cơ khí trước khi tiến hành đo rung chuyên sâu. Khi có dữ liệu về biên độ, tần số và điều kiện vận hành, kỹ thuật viên sẽ có cơ sở tốt hơn để xác định nguyên nhân.

Không nên chọn giải pháp giảm chấn chỉ dựa trên cảm giác rung. Việc xử lý cần phù hợp với cấu hình tổ máy, tải trọng và đặc tính của kết cấu lắp đặt.