Makine Koruma Sistemlerini Anlamak
Tanım: Makine Koruması Nedir?
Makine koruması (ayrıca ekipman koruması veya makine emniyeti olarak da adlandırılır) tehlikeli çalışma koşullarını otomatik olarak algılayan izleme ve kontrol sistemlerini ifade eder (titreşim Güvenli limitlerin aşılması, aşırı sıcaklıklar, anormal basınçlar) ve felaket düzeyindeki ekipman hasarını, güvenlik tehlikelerini veya çevresel etkileri önlemek için koruyucu önlemler (alarmlar, kapatmalar) uygulayın. Koruma sistemleri, üretimi sürdürmekten ziyade hasarı önlemeye öncelik verir ve sensör veya güç kesintilerinin sürekli çalışma yerine güvenli kapatmaya neden olduğu arıza emniyetli tasarımlar uygular.
Makine koruması farklıdır durum izleme (Bakım planlaması için ekipman sağlığını izleyen): Koruma sistemleri, kritik eşikler aşıldığında saniyeler içinde otomatik kapatmalar gerçekleştirerek anında acil müdahale sağlarken, durum izleme, planlanan müdahaleler için haftalar veya aylar boyunca erken uyarılar sağlar.
Koruma Sistemi Bileşenleri
Sensörler (Kalıcı Olarak Takılı)
- Yakınlık sondaları şaft yer değiştirmesinin ölçülmesi
- İvmeölçerler yatak yuvalarında
- Sıcaklık sensörleri (RTD'ler, termokupllar)
- Basınç ve akış vericileri
- Eksenel konum sensörleri
- Tipik olarak yedekli (ölçüm başına 2 veya 3 sensör)
İzleme Donanımı
- Özel koruma sistemi işlemcisi
- Gerçek zamanlı sinyal işleme
- Oylama mantığı (2'de 2 veya 3'te 2)
- Kapatma için röle çıkışları
- Bağımsızlık için DCS/PLC'den ayrı
Kapatma Mantığı ve Aktüatörler
- Sabit kablolu gezi devreleri (sadece yazılım değil)
- Türbin gezileri için solenoid valfler
- Motorlu taşıt seyahatleri için devre kesiciler
- Arıza emniyetli tasarım (güç kaybı tetikleyiciye neden olur)
API 670 Standard
Turbomakineler için Gereksinimler
Makine koruması için endüstri standardı:
- 10.000 HP'den büyük turbo makineler için zorunludur
- Sensör türlerini ve miktarlarını belirtir
- Oylama mantığını ve yedekliliği tanımlar
- Alarm ve gezi gecikme sürelerini ayarlar
- Proses kontrolünden bağımsızlık gerektirir
Tipik Sensör Yapılandırması (API 670'e göre)
- Radyal Titreşim: 2 XY yakınlık prob seti (yatak başına 4 prob)
- Eksenel Pozisyon: 2 eksenel yer değiştirme probu
- Anahtar fazör: 2 fazlı referans sensörleri
- Yatak Sıcaklığı: Yatak başına 2 sıcaklık sensörü
- Toplam: Tipik olarak makine başına 12-20 kanal
Koruma ve Durum İzleme
| Bakış açısı | Durum İzleme | Koruma Sistemi |
|---|---|---|
| Amaç | Planlama için erken arıza tespiti | Felaket boyutunda hasarları önleyin |
| Tepki Süresi | Saatlerce haftalarca | Saniyeler |
| Eşikler | Daha düşük (erken uyarı) | Daha yüksek (anlık tehlike) |
| Eylemler | Bildirimler, iş emirleri | Otomatik kapanma |
| Güvenilirlik | Doğruluk önemlidir | Arızaya karşı güvenli kritik |
| Yedeklilik | İsteğe bağlı | Zorunlu |
Entegrasyon
- Modern sistemler her iki işlevi de birleştirir
- Aynı sensörler koruma ve CM'ye hizmet eder
- Farklı işleme ve alarm seviyeleri
- Koruma yolları bağımsız ve sabittir
Koruma Parametreleri
Titreşim
- Mil Yer Değiştirmesi: Yakınlık probu ölçümü, tipik yolculuk 25 mil (635 µm) ss
- Yatak Yuvası Hızı: Tipik olarak 0,5-0,6 inç/sn (12-15 mm/sn) seyahat
- Hızlanma: Yüksek frekans koruması için
Konum
- Eksenel Pozisyon: Aşırı şaft hareketinde oluşan takılmalar (baskı yatağı arızası)
- Diferansiyel Genişleme: Rotor ve gövde büyümesi
- Eksantriklik: Yatak boşluğundaki rotor konumu
Sıcaklık
- Yatak metal sıcaklığı (tipik olarak 110-120°C yolculuk)
- Yatak tahliye yağı sıcaklığı
- Sarma sıcaklıkları
Oylama ve Fazlalık
2'de 2 (VE Mantığı)
- Her iki sensörün de tetiklemeyi kabul etmesi gerekir
- Tek sensör arızasından kaynaklanan hatalı gezileri önler
- Risk: Her iki sensörün de çalışması gerekir (her ikisi de arızalanırsa koruma olmaz)
3'te 2 (Çoğunluk)
- Üç sensörden herhangi ikisinin aynı anda çalışması tetikleyicidir
- En iyi güvenilirlik (tek bir sensör arızasına tolerans gösterir)
- Daha pahalı (üç sensör)
- Kritik uygulamalar için tercih edilir
Baypas ve Test
- Test/bakım için ayrı kanalları atlama yeteneği
- Tüm koruyucu kanallar aynı anda atlatılamaz
- Anahtarlı baypas kontrolleri
- Zamanla otomatik bypass sıfırlama
Test ve Bakım
Fonksiyonel Test
- Periyodik tam sistem testleri (üç ayda bir ila yılda bir)
- Gezi koşullarını simüle edin
- Kapatma işleminin yürütüldüğünü doğrulayın
- Tüm yedek kanalları test edin
- Belge sonuçları
Sensör Kalibrasyonu
- Yıllık veya spesifikasyona göre
- Gezi ayar noktası doğrulaması
- Sistem yanıt süresi testi
- Kalibrasyon kayıtlarını tutun
Sistem Bakımı
- Sensörleri temiz ve işlevsel tutun
- Güç kaynaklarını doğrulayın
- Röle ve aktüatör çalışmasını kontrol edin
- Gerektiğinde yazılımı/donanım yazılımını güncelleyin
Makine koruma sistemleri, tehlikeli koşullar tespit edildiğinde otomatik kapanma yoluyla felaket düzeyindeki ekipman arızalarını önleyen bir güvenlik ağıdır. Durum izleme, planlı bakım için erken uyarılar sağlarken, koruma sistemleri anında acil müdahale sağlayarak, arızaların ciddi operasyonel, güvenlik veya çevresel sonuçlara yol açabileceği kritik turbo makineler ve yüksek değerli döner ekipmanlarda zorunlu güvenlik özellikleri haline gelir.