기계 보호 시스템 이해
정의: 기계 보호란 무엇인가?
기계 보호 (장비 보호 또는 기계 보호라고도 함) 위험한 작동 조건을 자동으로 감지하는 모니터링 및 제어 시스템을 말합니다.진동 안전 한계 초과, 과도한 온도, 비정상적인 압력)을 감지하고 보호 조치(경보, 가동 중단)를 실행하여 심각한 장비 손상, 안전 위험 또는 환경 오염을 방지합니다. 보호 시스템은 생산 유지보다 손상 방지를 우선시하며, 센서 또는 전원 고장으로 인해 계속 작동이 중단되는 경우를 대비하여 고장 안전 설계를 구현합니다.
기계 보호는 다음과 다릅니다. 상태 모니터링 (유지 관리 계획을 위해 장비 상태를 추적): 보호 시스템은 중요한 임계값을 초과하면 몇 초 내에 자동으로 종료하여 즉각적인 비상 대응을 제공하는 반면, 상태 모니터링은 계획된 개입에 대해 몇 주 또는 몇 달에 걸쳐 조기 경고를 제공합니다.
보호 시스템 구성 요소
센서(영구 설치)
모니터링 하드웨어
- 전용 보호 시스템 프로세서
- 실시간 신호 처리
- 투표 논리(2/2 또는 2/3)
- 종료를 위한 릴레이 출력
- 독립성을 위해 DCS/PLC와 분리
셧다운 로직 및 액추에이터
- 하드와이어 트립 회로(소프트웨어 전용 아님)
- 터빈 트립용 솔레노이드 밸브
- 모터 트립용 회로 차단기
- 안전장치 설계(전원 손실로 인해 트립 발생)
API 670 표준
터보기계에 대한 요구 사항
기계 보호를 위한 산업 표준:
- 10,000마력 이상의 터보기계에 필수
- 센서 유형 및 수량을 지정합니다.
- 투표 논리와 중복성을 정의합니다.
- 알람 및 트립 지연 시간을 설정합니다.
- 프로세스 제어와 무관해야 함
일반적인 센서 구성(API 670 기준)
- 반경 진동: 2개의 XY 근접 프로브 세트(베어링당 프로브 4개)
- 축 위치: 2개의 축 변위 프로브
- 키페이저: 2상 기준 센서
- 베어링 온도: 베어링당 2개의 온도 센서
- 총: 일반적으로 기계당 12-20개 채널
보호 대 상태 모니터링
| 측면 | 상태 모니터링 | 보호 시스템 | 
|---|---|---|
| 목적 | 계획을 위한 조기 결함 감지 | 재앙적인 피해를 방지하세요 | 
| 응답 시간 | 몇 시간에서 몇 주까지 | 초 | 
| 임계값 | 낮은 (조기 경고) | 더 높은 (즉각적인 위험) | 
| 행위 | 알림, 작업 지시 | 자동 종료 | 
| 신뢰할 수 있음 | 정확성이 중요합니다 | 안전장치가 중요함 | 
| 중복성 | 선택 과목 | 필수적인 | 
완성
- 현대 시스템은 두 가지 기능을 결합합니다.
- 동일한 센서가 보호 및 CM을 제공합니다.
- 다양한 처리 및 알람 수준
- 보호 경로는 독립적이고 하드와이어링됨
보호 매개변수
진동
- 샤프트 변위: 근접 프로브 측정, 일반적인 트립 25밀(635µm)pp
- 베어링 하우징 속도: 일반적인 트립 속도는 0.5-0.6인치/초(12-15mm/초)입니다.
- 가속: 고주파 보호용
위치
- 축 위치: 과도한 샤프트 이동으로 인한 트립(추력 베어링 고장)
- 차등 확장: 로터 대 케이싱 성장
- 이심률: 베어링 클리어런스 내 로터 위치
온도
- 베어링 금속 온도(일반적으로 110-120°C 트립)
- 베어링 드레인 오일 온도
- 권선 온도
투표 및 중복성
2/2 (AND 로직)
- 두 센서 모두 트립에 동의해야 합니다.
- 단일 센서 오류로 인한 잘못된 여행을 방지합니다.
- 위험: 두 센서 모두 작동해야 함(두 센서 모두 실패하면 보호 기능 없음)
3분의 2 (대다수)
- 3개의 센서 중 2개가 트립의 원인으로 동의합니다.
- 최고의 신뢰성(한 개의 센서 실패 허용)
- 더 비싼 (센서 3개)
- 중요한 애플리케이션에 선호됨
바이패스 및 테스트
- 테스트/유지 관리를 위해 개별 채널을 우회하는 기능
- 모든 보호 채널을 동시에 우회할 수 없습니다.
- 키 잠금 바이패스 제어
- 시간 후 자동 바이패스 재설정
테스트 및 유지 관리
기능 테스트
- 정기적인 전체 시스템 테스트(분기별~연간)
- 여행 조건 시뮬레이션
- 종료가 실행되는지 확인하세요
- 모든 중복 채널 테스트
- 문서 결과
센서 보정
- 연간 또는 사양에 따라
- 여행 설정점 검증
- 시스템 응답 시간 테스트
- 교정 기록 유지
시스템 유지 관리
- 센서를 깨끗하고 기능적으로 유지하세요
- 전원 공급 장치 확인
- 릴레이 및 액추에이터 작동을 확인하세요
- 필요에 따라 소프트웨어/펌웨어를 업데이트하세요
기계 보호 시스템은 위험한 상황이 감지되면 자동으로 가동을 중단하여 심각한 장비 고장을 방지하는 안전망입니다. 상태 모니터링은 계획된 유지보수에 대한 조기 경보를 제공하는 반면, 보호 시스템은 즉각적인 비상 대응을 제공하므로, 고장 발생 시 심각한 운영, 안전 또는 환경적 영향을 미칠 수 있는 중요 터보기계 및 고부가가치 회전 장비에 필수적인 안전 기능입니다.
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