Koneiden suojausjärjestelmien ymmärtäminen
Määritelmä: Mitä on konesuojaus?
Koneiden suojaus (kutsutaan myös laitteiden suojaukseksi tai koneen suojaukseksi) viittaa valvonta- ja ohjausjärjestelmiin, jotka havaitsevat automaattisesti vaaralliset käyttöolosuhteet (tärinä turvallisten rajojen ylittyminen, liian korkeat lämpötilat, epänormaalit paineet) ja suorittavat suojatoimia (hälytykset, sammutukset) katastrofaalisten laitevaurioiden, turvallisuusriskien tai ympäristöpäästöjen estämiseksi. Suojausjärjestelmät priorisoivat vahinkojen estämistä tuotannon ylläpitoon nähden ja toteuttavat vikasietoisia rakenteita, joissa anturi- tai virtakatkokset aiheuttavat turvallisen sammutuksen toiminnan jatkamisen sijaan.
Konesuojaus on eri asia kuin kunnonvalvonta (joka seuraa laitteiden kuntoa kunnossapitosuunnittelua varten): suojausjärjestelmät tarjoavat välittömän hätäreaktion suorittamalla automaattisia sammutuksia sekunneissa, kun kriittiset kynnysarvot ylittyvät, kun taas kunnonvalvonta tarjoaa ennakkovaroituksia viikkojen tai kuukausien ajan suunnitelluista toimenpiteistä.
Suojausjärjestelmän komponentit
Anturit (kiinteästi asennetut)
- Läheisyysanturit akselin siirtymän mittaus
- Kiihtyvyysanturit laakeripesissä
- Lämpötila-anturit (RTD:t, termoelementit)
- Paine- ja virtauslähettimet
- Aksiaaliset asentoanturit
- Tyypillisesti redundantti (2 tai 3 anturia mittausta kohden)
Valvontalaitteisto
- Erillinen suojausjärjestelmän prosessori
- Reaaliaikainen signaalinkäsittely
- Äänestyslogiikka (2/2 tai 2/3)
- Relelähdöt sammutusta varten
- Erillään DCS/PLC:stä itsenäisyyden takaamiseksi
Sammutuslogiikka ja toimilaitteet
- Kiinteästi kytketyt laukaisupiirit (ei pelkästään ohjelmistoon kytketyt)
- Turbiinin laukaisimien magneettiventtiilit
- Moottorin vikavirtasuojakytkimet
- Vikasuojattu rakenne (virrankatkos aiheuttaa laukaisun)
API 670 -standardi
Turbokoneiston vaatimukset
Koneiden suojauksen alan standardi:
- Pakollinen yli 10 000 hv:n turbokoneille
- Määrittää anturityypit ja määrät
- Määrittelee äänestyslogiikan ja redundanssin
- Asettaa hälytys- ja laukaisuviiveajat
- Vaatii riippumattomuuden prosessinohjauksesta
Tyypillinen anturikokoonpano (API 670:n mukaan)
- Radiaalinen värähtely: 2 XY-lähestymisanturisarjaa (4 anturia laakeria kohden)
- Aksiaalinen asento: 2 aksiaalista siirtymäanturia
- Keyphasor: 2 vaihereferenssianturia
- Laakerin lämpötila: 2 lämpötila-anturia laakeria kohden
- Kokonais: Tyypillinen 12–20 kanavaa konetta kohden
Suojaus vs. kunnonvalvonta
| Aspect | Kuntovalvonta | Suojausjärjestelmä |
|---|---|---|
| Tarkoitus | Varhainen vikojen havaitseminen suunnittelua varten | Estä katastrofaaliset vahingot |
| Vastausaika | Tuntien tai viikkojen | Sekuntia |
| Kynnysarvot | Alempi (ennakkovaroitus) | Korkeampi (välitön vaara) |
| Toiminnot | Ilmoitukset, työmääräykset | Automaattinen sammutus |
| Luotettavuus | Tarkkuus on tärkeää | Vikasietoinen kriittinen |
| Redundanssi | Valinnainen | Pakollinen |
Integraatio
- Nykyaikaiset järjestelmät yhdistävät molemmat toiminnot
- Samat anturit suojaavat ja ohjaavat
- Erilaiset käsittely- ja hälytystasot
- Suojausreitit itsenäisiä ja kiinteästi kytkettyjä
Suojausparametrit
Tärinä
- Akselin siirtymä: Lähestymisanturin mittaus, tyypillinen matka 25 mils (635 µm) pp
- Laakeripesän nopeus: 0,5–0,6 tuumaa/s (12–15 mm/s) tyypillinen laukaisunopeus
- Kiihtyvyys: Korkean taajuuden suojaukseen
Sijainti
- Aksiaalinen asento: Laukaisut liiallisen akselin liikkeen vuoksi (työntölaakerin vika)
- Differentiaalilaajeneminen: Roottorin ja kotelon kasvu
- Epäkeskisyys: Roottorin asento laakerivälyksen suhteen
Lämpötila
- Laakerimetallin lämpötila (tyypillisesti 110–120 °C)
- Laakerin tyhjennysöljyn lämpötila
- Käämityslämpötilat
Äänestäminen ja irtisanomiset
2/2 (JA-logiikka)
- Molempien antureiden on oltava yhtä mieltä laukaisusta varten
- Estää yhden anturin vikaantumisesta johtuvat virheelliset laukaisut
- Riski: Molempien antureiden on toimittava (ei suojaa, jos molemmat vikaantuvat)
2/3 (enemmistö)
- Mitkä tahansa kaksi kolmesta anturista, jotka ovat samaa mieltä, aiheuttavat laukaisun.
- Paras luotettavuus (sietää yhden vikaantuneen anturin)
- Kalliimpi (kolme anturia)
- Suositellaan kriittisiin sovelluksiin
Ohitus ja testaus
- Mahdollisuus ohittaa yksittäisiä kanavia testausta/huoltoa varten
- Kaikkia suojakanavia ei voi ohittaa samanaikaisesti
- Näppäinlukittavat ohitussäätimet
- Automaattinen ohituksen nollaus ajan kuluttua
Testaus ja huolto
Toiminnallinen testaus
- Säännölliset koko järjestelmän testit (neljännesvuosittain tai vuosittain)
- Simuloi matkan olosuhteita
- Tarkista, että sammutus suoritetaan
- Testaa kaikki redundantit kanavat
- Dokumentointitulokset
Anturin kalibrointi
- Vuosittain tai erittelyn mukaan
- Matka-asetusarvon vahvistus
- Järjestelmän vasteajan testaus
- Säilytä kalibrointitietueita
Järjestelmän ylläpito
- Pidä anturit puhtaina ja toimintakunnossa
- Tarkista virtalähteet
- Tarkista releen ja toimilaitteen toiminta
- Päivitä ohjelmisto/laiteohjelmisto tarpeen mukaan
Koneiden suojausjärjestelmät ovat turvaverkko, joka estää katastrofaaliset laiteviat automaattisen sammutuksen avulla, kun vaaralliset olosuhteet havaitaan. Kunnonvalvonta antaa varhaisia varoituksia suunnitellusta huollosta, kun taas suojausjärjestelmät tarjoavat välittömän hätäreagoinnin, mikä tekee niistä pakollisia turvaominaisuuksia kriittisissä turbiinikoneissa ja arvokkaissa pyörivissä laitteissa, joissa vioilla voi olla vakavia toiminnallisia, turvallisuuteen tai ympäristöön liittyviä seurauksia.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 