Розуміння систем захисту машин
Визначення: Що таке захист машин?
Захист машин (також називається захистом обладнання або захистом машин) стосується систем моніторингу та керування, які автоматично виявляють небезпечні умови експлуатації (вібрація перевищення безпечних меж, надмірні температури, аномальний тиск) та виконувати захисні дії (тривога, зупинки) для запобігання катастрофічним пошкодженням обладнання, загрозам безпеці або викидам у навколишнє середовище. Системи захисту надають пріоритет запобіганню пошкодженням, а не підтримці виробництва, впроваджуючи безвідмовні конструкції, де збої датчиків або живлення призводять до безпечного зупинення, а не до продовження роботи.
Захист машин відрізняється від моніторинг стану (який відстежує стан обладнання для планування технічного обслуговування): системи захисту забезпечують негайне реагування на надзвичайні ситуації, виконуючи автоматичні вимкнення протягом кількох секунд, коли перевищено критичні пороги, тоді як моніторинг стану забезпечує ранні попередження протягом тижнів або місяців для планових втручань.
Компоненти системи захисту
Датчики (постійно встановлені)
- Датчики наближення вимірювання переміщення вала
- Акселерометри на корпусах підшипників
- Датчики температури (RTD, термопари)
- Датчики тиску та витрати
- Осьові датчики положення
- Зазвичай резервний (2 або 3 датчики на вимірювання)
Обладнання для моніторингу
- Спеціальний процесор системи захисту
- Обробка сигналів у реальному часі
- Логіка голосування (2 з 2 або 2 з 3)
- Релейні виходи для вимкнення
- Окремо від DCS/PLC для забезпечення незалежності
Логіка та виконавчі механізми вимкнення
- Апаратні схеми відключення (не лише програмні)
- Соленоїдні клапани для турбінних зупинок
- Автоматичні вимикачі для двигунів
- Безвідмовна конструкція (втрата живлення призводить до відключення)
Стандарт API 670
Вимоги до турбомашин
Галузевий стандарт для захисту машин:
- Обов'язкове для турбомашин потужністю > 10 000 к.с.
- Визначає типи та кількість датчиків
- Визначає логіку голосування та надмірність
- Встановлює час затримки будильника та відключення
- Вимагає незалежності від управління процесом
Типова конфігурація датчика (згідно з API 670)
- Радіальна вібрація: 2 комплекти безконтактних зондів XY (4 зонди на підшипник)
- Осьове положення: 2 зонди осьового переміщення
- Keyphasor: 2-фазні опорні датчики
- Температура підшипника: 2 датчики температури на підшипник
- Всього: Типово 12-20 каналів на машину
Захист проти моніторингу стану
| Аспект | Моніторинг стану | Система захисту |
|---|---|---|
| Мета | Раннє виявлення несправностей для планування | Запобігання катастрофічним пошкодженням |
| Час відгуку | Від годин до тижнів | Секунди |
| Пороги | Нижчий (раннє попередження) | Вищий рівень (безпосередня небезпека) |
| Дії | Сповіщення, наряди-замовлення | Автоматичне вимкнення |
| Надійність | Важлива точність | Критично безпечний |
| Надмірність | Необов'язково | Обов'язкове |
Інтеграція
- Сучасні системи поєднують обидві функції
- Ті ж датчики служать для захисту та CM
- Різні рівні обробки та тривоги
- Шляхи захисту незалежні та апаратно-провідні
Параметри захисту
Вібрація
- Зміщення вала: Вимірювання датчиком наближення, типова довжина спрацьовування 25 міл (635 мкм) на дюйм
- Швидкість корпусу підшипника: Типова швидкість спрацьовування 0,5-0,6 дюйма/с (12-15 мм/с)
- Прискорення: Для захисту від високої частоти
Позиція
- Осьове положення: Відключення через надмірний рух вала (вихід з ладу опорного підшипника)
- Диференціальне розширення: Зростання ротора проти зростання корпусу
- Ексцентриситет: Положення ротора в зазорі підшипника
Температура
- Температура металу підшипника (зазвичай 110-120°C під час спрацьовування)
- Температура зливного масла підшипника
- Температура обмоток
Голосування та резервування
2 з 2 (логіка І)
- Обидва датчики повинні узгодити спрацьовування
- Запобігає помилковим спрацьовуванням через вихід з ладу одного датчика
- Ризик: Обидва датчики повинні працювати (без захисту, якщо обидва вийдуть з ладу)
2 з 3 (більшість)
- Будь-які два з трьох датчиків, що збігаються, призводять до спрацьовування.
- Найкраща надійність (допускає один вихід з ладу датчика)
- Дорожче (три датчики)
- Бажано для критично важливих застосувань
Обхід та тестування
- Можливість обходу окремих каналів для тестування/обслуговування
- Неможливо одночасно обійти всі захисні канали
- Блокування керування байпасом за допомогою ключа
- Автоматичне скидання байпаса через певний час
Тестування та обслуговування
Функціональне тестування
- Періодичні повні системні випробування (щокварталу або щорічно)
- Моделювання умов поїздки
- Перевірте виконання завершення роботи
- Перевірте всі резервні канали
- Результати документування
Калібрування датчика
- Щорічно або за специфікацією
- Перевірка уставки відключення
- Тестування часу відгуку системи
- Ведення записів калібрування
Технічне обслуговування системи
- Підтримуйте датчики в чистоті та функціональності
- Перевірте блоки живлення
- Перевірте роботу реле та виконавчого механізму
- Оновлення програмного забезпечення/прошивки за потреби
Системи захисту машин – це захисна мережа, яка запобігає катастрофічним відмовам обладнання шляхом автоматичного вимкнення при виявленні небезпечних умов. У той час як моніторинг стану забезпечує раннє попередження про планове технічне обслуговування, системи захисту забезпечують негайне реагування на надзвичайні ситуації, що робить їх обов'язковими засобами безпеки для критично важливих турбомашин та цінного обертового обладнання, де відмови можуть мати серйозні експлуатаційні, безпекові або екологічні наслідки.
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 