Gépvédelmi rendszerek megértése
Definíció: Mi a gépvédelem?
Gépvédelem (más néven berendezésvédelem vagy gépvédelem) olyan felügyeleti és vezérlőrendszerekre utal, amelyek automatikusan észlelik a veszélyes üzemi körülményeket (rezgés biztonsági határértékek túllépése, túlzott hőmérséklet, rendellenes nyomás), és védelmi intézkedéseket (riasztások, leállítások) hajtanak végre a katasztrofális berendezéskárosodás, biztonsági veszélyek vagy környezeti kibocsátások megelőzése érdekében. A védelmi rendszerek a károk megelőzését helyezik előtérbe a termelés fenntartásával szemben, olyan hibatűrő terveket valósítva meg, ahol az érzékelő- vagy áramkimaradások biztonságos leállást okoznak a folyamatos működés helyett.
A gépek védelme különbözik a állapotfelügyelet (amely a karbantartási tervezéshez nyomon követi a berendezések állapotát): a védelmi rendszerek azonnali vészhelyzeti reagálást biztosítanak, másodperceken belül automatikus leállításokat hajtanak végre, ha a kritikus küszöbértékek túllépésre kerülnek, míg az állapotfelügyelet heteken vagy hónapokon keresztül korai figyelmeztetéseket ad a tervezett beavatkozásokhoz.
Védelmi rendszer alkatrészei
Érzékelők (tartósan telepítve)
- Közelségérzékelő szondák tengely elmozdulásának mérése
- Gyorsulásmérők csapágyházakon
- Hőmérséklet-érzékelők (RTD-k, hőelemek)
- Nyomás- és áramlástávadók
- Axiális helyzetérzékelők
- Általában redundáns (2 vagy 3 érzékelő mérésenként)
Hardverfelügyelet
- Dedikált védelmi rendszerprocesszor
- Valós idejű jelfeldolgozás
- Szavazási logika (2/2 vagy 2/3)
- Relé kimenetek leállításhoz
- Függetlenség érdekében elkülönítve a DCS/PLC-től
Leállítási logika és működtetők
- Fixen bekötött kioldó áramkörök (nem csak szoftveresek)
- Mágnesszelepek turbina kioldókhoz
- Motorvédő kapcsolók
- Hibabiztos kialakítás (áramkimaradás esetén lekapcsolás történik)
API 670 szabvány
Turbógépekre vonatkozó követelmények
Gépek védelmére vonatkozó iparági szabvány:
- Kötelező a 10 000 LE-nél nagyobb turbomotorokhoz
- Meghatározza az érzékelők típusait és mennyiségét
- Meghatározza a szavazási logikát és a redundanciát
- Riasztási és kioldási késleltetési idők beállítása
- Függetlenséget igényel a folyamatirányítástól
Tipikus érzékelőkonfiguráció (API 670 szerint)
- Radiális rezgés: 2 XY közelségmérő szondakészlet (4 szonda csapágyanként)
- Axiális pozíció: 2 axiális elmozdulásmérő szonda
- Kulcsfázis: 2 fázisú referenciaérzékelő
- Csapágyhőmérséklet: 2 hőmérséklet-érzékelő csapágyanként
- Teljes: 12-20 csatorna gépenként jellemzően
Védelem vs. állapotfelügyelet
| Vonatkozás | Állapotfelügyelet | Védelmi rendszer |
|---|---|---|
| Cél | Korai hibaészlelés a tervezéshez | Katasztrofális károk megelőzése |
| Válaszidő | Óráktól hetekig | Másodperc |
| Küszöbértékek | Alacsonyabb (korai figyelmeztetés) | Magasabb (közvetlen veszély) |
| Műveletek | Értesítések, munkamegbízások | Automatikus kikapcsolás |
| Megbízhatóság | A pontosság fontos | Hibabiztos kritikus |
| Redundancia | Választható | Kötelező |
Integráció
- A modern rendszerek mindkét funkciót ötvözik
- Ugyanazok az érzékelők szolgálnak védelmet és CM-et
- Különböző feldolgozási és riasztási szintek
- Független és fixen bekötött védelmi útvonalak
Védelmi paraméterek
Rezgés
- Tengely elmozdulása: Közelségérzékelős mérés, tipikus lefutás 25 mil (635 µm) pp
- Csapágyház sebessége: 0,5-0,6 hüvelyk/s (12-15 mm/s) kioldás, tipikus
- Gyorsulás: Nagyfrekvenciás védelemhez
Pozíció
- Axiális pozíció: Kikapcsolások túlzott tengelymozgás esetén (tolócsapágy meghibásodása)
- Differenciális tágulás: Rotor vs. burkolat növekedése
- Különcség: Rotor helyzete a csapágyhézagban
Hőmérséklet
- Csapágyfém hőmérséklete (jellemzően 110-120°C-on)
- Csapágyleeresztő olaj hőmérséklete
- Tekercselési hőmérsékletek
Szavazás és redundancia
2 a 2-ből (ÉS logika)
- Mindkét érzékelőnek egyeznie kell a kioldáshoz
- Megakadályozza az egyetlen érzékelő meghibásodásából eredő téves kioldásokat
- Kockázat: Mindkét érzékelőnek működnie kell (nincs védelem, ha mindkettő meghibásodik)
2 a 3-ból (többség)
- Három érzékelőből bármelyik kettő egyező állapota kioldást okoz
- Legnagyobb megbízhatóság (egyetlen meghibásodott érzékelőt is tolerál)
- Drágább (három érzékelő)
- Kritikus alkalmazásokhoz előnyös
Megkerülés és tesztelés
- Lehetőség az egyes csatornák megkerülésére tesztelés/karbantartás céljából
- Nem lehet egyszerre megkerülni az összes védőcsatornát
- Kulcsos bypass vezérlők
- Automatikus bypass visszaállítás egy idő elteltével
Tesztelés és karbantartás
Funkcionális tesztelés
- Időszakos teljes rendszertesztek (negyedévente vagy évente)
- Utazási feltételek szimulálása
- A leállítás végrehajtásának ellenőrzése
- Minden redundáns csatorna tesztelése
- Dokumentációs eredmények
Érzékelő kalibrálása
- Éves vagy specifikáció szerinti
- Útvonal-beállítási pont ellenőrzése
- Rendszer válaszidejének tesztelése
- Kalibrációs feljegyzések vezetése
Rendszerkarbantartás
- Tartsa tisztán és működőképesen az érzékelőket
- Ellenőrizze a tápegységeket
- Ellenőrizze a relé és a működtető működését
- Szükség szerint frissítse a szoftvert/firmware-t
A gépvédelmi rendszerek biztonsági hálóként szolgálnak, amelyek automatikus leállítással megelőzik a katasztrofális berendezéshibákat veszélyes körülmények észlelésekor. Míg az állapotfelügyelet korai figyelmeztetéseket biztosít a tervezett karbantartáshoz, a védelmi rendszerek azonnali vészhelyzeti reagálást biztosítanak, így kötelező biztonsági funkciókká válnak a kritikus turbógépeken és a nagy értékű forgóberendezéseken, ahol a hibák súlyos működési, biztonsági vagy környezeti következményekkel járhatnak.
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 