Memahami Sistem Perlindungan Jentera
Definisi: Apakah Perlindungan Jentera?
Perlindungan jentera (juga dipanggil perlindungan peralatan atau perlindungan mesin) merujuk kepada sistem pemantauan dan kawalan yang secara automatik mengesan keadaan operasi berbahaya (getaran melebihi had selamat, suhu berlebihan, tekanan tidak normal) dan laksanakan tindakan perlindungan (penggera, penutupan) untuk mengelakkan kerosakan peralatan bencana, bahaya keselamatan atau pelepasan alam sekitar. Sistem perlindungan mengutamakan mencegah kerosakan berbanding mengekalkan pengeluaran, melaksanakan reka bentuk selamat gagal di mana penderia atau kegagalan kuasa menyebabkan penutupan selamat dan bukannya operasi berterusan.
Perlindungan jentera berbeza daripada pemantauan keadaan (yang menjejaki kesihatan peralatan untuk perancangan penyelenggaraan): sistem perlindungan menyediakan tindak balas kecemasan segera yang melaksanakan penutupan automatik dalam beberapa saat apabila ambang kritikal melebihi, manakala pemantauan keadaan memberikan amaran awal selama beberapa minggu atau bulan untuk campur tangan yang dirancang.
Komponen Sistem Perlindungan
Penderia (Dipasang Secara Kekal)
- Kuar kedekatan mengukur anjakan aci
- Accelerometer pada perumah galas
- Penderia suhu (RTD, termokopel)
- Pemancar tekanan dan aliran
- Penderia kedudukan paksi
- Biasanya berlebihan (2 atau 3 sensor setiap ukuran)
Perkakasan Pemantauan
- Pemproses sistem perlindungan khusus
- Pemprosesan isyarat masa nyata
- Logik undian (2 daripada 2 atau 2 daripada 3)
- Output geganti untuk penutupan
- Berpisah daripada DCS/PLC untuk kemerdekaan
Matikan Logik dan Penggerak
- Litar perjalanan berwayar keras (bukan perisian sahaja)
- Injap solenoid untuk perjalanan turbin
- Pemutus litar untuk perjalanan motor
- Reka bentuk selamat gagal (kehilangan kuasa menyebabkan tersandung)
Piawaian API 670
Keperluan untuk Mesin Turbo
Piawaian industri untuk perlindungan jentera:
- Wajib untuk mesin turbo > 10,000 HP
- Menentukan jenis dan kuantiti penderia
- Mentakrifkan logik pengundian dan redundansi
- Tetapkan penggera dan masa kelewatan perjalanan
- Memerlukan bebas daripada kawalan proses
Konfigurasi Penderia Biasa (Setiap API 670)
- Getaran Jejari: 2 set probe proximity XY (4 probe setiap bearing)
- Kedudukan paksi: 2 probe anjakan paksi
- Fasor kekunci: Penderia rujukan 2 fasa
- Suhu galas: 2 sensor suhu setiap galas
- Jumlah: 12-20 saluran bagi setiap mesin biasa
Perlindungan vs. Pemantauan Keadaan
| Aspek | Pemantauan Keadaan | Sistem Perlindungan |
|---|---|---|
| Tujuan | Pengesanan kerosakan awal untuk perancangan | Mencegah kerosakan bencana |
| Masa Tindak Balas | Berjam-jam ke minggu | Detik |
| Ambang | Rendah (amaran awal) | Lebih tinggi (bahaya segera) |
| Tindakan | Pemberitahuan, perintah kerja | Penutupan automatik |
| Kebolehpercayaan | Ketepatan penting | Gagal-selamat kritikal |
| Lebihan | Pilihan | Wajib |
Integrasi
- Sistem moden menggabungkan kedua-dua fungsi
- Penderia yang sama memberi perlindungan dan CM
- Tahap pemprosesan dan penggera yang berbeza
- Laluan perlindungan bebas dan berwayar keras
Parameter Perlindungan
Vibration
- Anjakan Aci: Ukuran kuar jarak, perjalanan biasa 25 mil (635 µm) ms
- Halaju Perumahan Galas: Perjalanan 0.5-0.6 in/s (12-15 mm/s) tipikal
- Pecutan: Untuk perlindungan frekuensi tinggi
kedudukan
- Kedudukan paksi: Perjalanan pada pergerakan aci yang berlebihan (kegagalan galas tujahan)
- Pengembangan Pembezaan: Pertumbuhan pemutar vs. selongsong
- Sipi: Kedudukan pemutar dalam kelegaan galas
Suhu
- Suhu logam galas (biasanya perjalanan 110-120°C)
- Suhu minyak longkang galas
- Suhu penggulungan
Pengundian dan Lebihan
2-daripada-2 (DAN Logik)
- Kedua-dua sensor mesti bersetuju untuk melakukan perjalanan
- Menghalang perjalanan palsu daripada kegagalan sensor tunggal
- Risiko: Kedua-dua sensor mesti berfungsi (tiada perlindungan jika kedua-duanya gagal)
2-dari-3 (Majoriti)
- Mana-mana dua daripada tiga penderia yang bersetuju menyebabkan perjalanan
- Kebolehpercayaan terbaik (bertolak ansur dengan satu sensor yang gagal)
- Lebih mahal (tiga sensor)
- Diutamakan untuk aplikasi kritikal
Pintasan dan Pengujian
- Keupayaan untuk memintas saluran individu untuk ujian/penyelenggaraan
- Tidak boleh memintas semua saluran pelindung secara serentak
- Kawalan pintasan berkunci kunci
- Tetapan semula pintasan automatik selepas masa
Pengujian dan Penyelenggaraan
Ujian Fungsian
- Ujian sistem penuh berkala (suku tahunan hingga tahunan)
- Simulasi keadaan perjalanan
- Sahkan penutupan dilaksanakan
- Uji semua saluran berlebihan
- Dokumen keputusan
Penentukuran Penderia
- Tahunan atau mengikut spesifikasi
- Pengesahan setpoint perjalanan
- Ujian masa tindak balas sistem
- Mengekalkan rekod penentukuran
Penyelenggaraan Sistem
- Pastikan penderia bersih dan berfungsi
- Sahkan bekalan kuasa
- Periksa operasi geganti dan penggerak
- Kemas kini perisian/perisian tegar mengikut keperluan
Sistem perlindungan jentera ialah jaring keselamatan yang menghalang kegagalan peralatan bencana melalui penutupan automatik apabila keadaan berbahaya dikesan. Walaupun pemantauan keadaan memberikan amaran awal untuk penyelenggaraan yang dirancang, sistem perlindungan menyampaikan tindak balas kecemasan segera, menjadikannya ciri keselamatan mandatori pada mesin turbo kritikal dan peralatan berputar bernilai tinggi di mana kegagalan boleh membawa akibat operasi, keselamatan atau alam sekitar yang teruk.