了解机械保护系统
定义：什么是机械保护？
机械保护 （也称为设备保护或机器安全防护）是指自动检测危险运行状况的监控和控制系统（振动 当设备超出安全限值（例如温度过高、压力异常）时，系统会采取保护措施（例如报警、停机），以防止灾难性的设备损坏、安全隐患或环境污染。保护系统优先考虑防止损坏而非维持生产，并采用故障安全设计，当传感器或电源发生故障时，系统会安全停机，而不是继续运行。.
机械保护与 状态监测 （用于跟踪设备健康状况以进行维护计划）：保护系统可在超过临界阈值时立即执行紧急响应，在几秒钟内自动关机，而状态监测可在数周或数月内发出预警，以便进行计划干预。.
保护系统组件
传感器（永久安装）
监控硬件
- 专用保护系统处理器
- 实时信号处理
- 投票逻辑（二选二或三选二）
- 用于关机的继电器输出
- 与DCS/PLC分离以实现独立性
停机逻辑和执行器
- 硬线连接的跳闸电路（非纯软件控制）
- 用于涡轮机跳闸的电磁阀
- 电机跳闸断路器
- 故障安全设计（断电导致跳闸）
API 670 标准
涡轮机械的要求
机械防护行业标准：
- 功率大于10,000马力的涡轮机械必须配备
- 指定传感器类型和数量
- 定义投票逻辑和冗余
- 设置报警和行程延迟时间
- 需要独立于过程控制
典型传感器配置（符合 API 670 标准）
- 径向振动： 2 套 XY 接近式探头（每个轴承 4 个探头）
- 轴向位置： 2个轴向位移探针
- 关键相器： 2相参考传感器
- 轴承温度： 每个轴承配备 2 个温度传感器
- 全部的： 每台机器通常有 12-20 个通道。
保护与状态监测
| 方面 | 状态监测 | 保护系统 |
|---|---|---|
| 目的 | 规划中的早期故障检测 | 防止灾难性损害 |
| 响应时间 | 数小时至数周 | 秒 |
| 阈值 | 降低（早期预警） | 较高（迫在眉睫的危险） |
| 行动 | 通知、工单 | 自动关机 |
| 可靠性 | 准确性很重要 | 故障安全关键 |
| 冗余 | 选修的 | 强制的 |
一体化
- 现代系统结合了这两种功能
- 相同的传感器用于保护和CM（控制模块）。
- 不同的处理和报警级别
- 独立且硬连接的保护路径
保护参数
振动
- 轴位移： 接近式探针测量，典型行程 25 mils (635 µm) pp
- 轴承座速度： 0.5-0.6 英寸/秒（12-15 毫米/秒）典型跳闸
- 加速度： 用于高频保护
位置
- 轴向位置： 轴位移过大导致的跳闸（推力轴承故障）
- 微分展开： 转子与外壳生长
- 偏心率： 转子在轴承间隙中的位置
温度
- 轴承金属温度（通常为 110-120°C 跳闸）
- 轴承回油温度
- 风温
投票与冗余
二选二（与逻辑）
- 两个传感器必须同时触发才能触发。
- 防止因单个传感器故障引起的误触发
- 风险：两个传感器都必须正常工作（如果两个传感器都失效则没有保护措施）
三分之二（多数）
- 三个传感器中任意两个同时出现触发信号都会触发跳闸
- 最佳可靠性（可容忍一个传感器故障）
- 更贵（三个传感器）
- 适用于关键应用
旁路和测试
- 能够绕过单个通道进行测试/维护
- 不能同时绕过所有保护通道。
- 钥匙锁定旁路控制
- 自动旁路复位
测试和维护
功能测试
- 定期进行全系统测试（每季度至每年一次）
- 模拟行程条件
- 验证关机操作是否执行。
- 测试所有冗余通道
- 记录结果
传感器校准
- 每年或按规格
- 行程设定点验证
- 系统响应时间测试
- 维护校准记录
系统维护
- 保持传感器清洁且功能正常
- 检查电源
- 检查继电器和执行器运行情况
- 根据需要更新软件/固件
机械保护系统是防止设备发生灾难性故障的安全保障，它通过在检测到危险情况时自动停机来避免故障。状态监测可以为计划维护提供早期预警，而保护系统则提供即时的紧急响应，因此对于关键的涡轮机械和高价值的旋转设备而言，保护系统是必不可少的安全装置，因为这些设备的故障可能会造成严重的运行、安全或环境后果。.
类别
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 