Sukamųjų mašinų pernelyg didelio sūkių prevencija: Woodward ProTech 203 trijų kanalų apsauga

Perdidelis greitis ne visada prasideda dideliu gedimu. Kartais jis prasideda nuo kažko paprasto, pvz., atsidariusio generatoriaus jungiklio, prarasto kompresoriaus apkrovos arba valdymo vožtuvo, kuris reaguoja per lėtai. Woodward ProTech 203 suprojektuotas būtent tokiam kritiniam momentui, užtikrinant nepriklausomą trijų kanalų apsaugos sluoksnį, kai įprastinis sukimosi greičio valdymas nebeveikia pakankamai patikimai.

01Kai įprastinis sukimosi greičio valdymas nebevaldo padėties

Įsivaizduokite, kad turbinos generatorius veikia stabiliai nominaliu greičiu. Staiga atsidaro generatoriaus jungiklis ir elektrinė apkrova išnyksta, tačiau garas dar keletą akimirkų tebepatenka į turbiną. Kai ašyje mažėja pasipriešinimas, rotorius pradeda pagreitėti.

Valdymo įtaisas reikėtų sumažinti garo tiekimą ir vėl įtraukti į valdymą. Daugumai atvejų taip ir nutinka. Tačiau jei problemos priežastis yra valdymo mechanizme, vykdymo įrenginyje, greičio signalo grandinėje arba valdymo vožtuve, turi įsijungti kitas apsaugos lygmuo.

Rotoriaus sukimosi dažnis yra svarbus, nes centrifūginės įtempios staigiai auga, kai įrenginys pagreitėja. Turbinų mentės, velenai, sujungimai ir kiti besisukantys komponentai suprojektuoti tam tikroms mechaninėms riboms. Kai šios ribos viršijamos, pasekmės gali būti nuo guolių pažeidimo ir nuolatinio veleno deformavimo iki mentės atsilaisvinimo ar viso įrenginio sugadinimo.

ProTech 203 stebi sukimosi dažnį atskirai nuo pagrindinio valdymo mechanizmo. Kai rotorius pasiekia programuotą sustabdymo lygį, jis siunčia sustabdymo komandą. Priklausomai nuo įrengimo, ši komanda gali uždaryti garo sustabdymo vožtuvą, nutraukti kuro tiekimą, išjungti solenoidą arba aktyvuoti gamyklos avarinio sustabdymo grandinę.

Skirtumas tarp valdymo ir apsaugos yra svarbus. Reguliatorius tvarko įprastą veikimą. ProTech 203 reaguoja į netipinę būseną, kurią įprastas valdymas nepajėgė suvaldyti. Šių funkcijų atskyrimas sumažina tikimybę, kad viena gedimo priežastis išjungtų tiek greičio reguliavimą, tiek avarinę apsaugą.

02Kodėl ProTech 203 remiasi trimis kanalais

Vienas greičio daviklis gali tiksliai matuoti metus. Tačiau jis taip pat gali susidaryti su laisvu kontaktu, pažeistu laidu, neteisingu jutiklio tarpeliu ar nestabiliu signalu. Jei visa apsaugos sprendimo priėmimo sistema priklauso nuo vieno tokio matavimo, izoliuotas gedimas gali arba nereikiamai sustabdyti įrenginį, arba paslėpti tikrą perdidelio sukimosi įvykį.

ProTech 203 naudoja tris atskirus stebėjimo skyrius: A, B ir C kanalus . Kiekvienas kanalas gauna savo magnetinį daviklio signalą , apskaičiuoja rotoriaus sukimosi dažnį ir palygina rezultatą su nustatyta avarinio išsijungimo verte.

Operatoriams ši schema siūlo protingą kompromisą. Jei vienas kanalas praneša apie netipinę reikšmę, o kiti du lieka stabilūs, įrenginys nedėtų nedelsiant išsijungti dėl vieno abejotino signalo. Techninės priežiūros komanda gali ištirti paveiktą kanalą.

Jei du kanalai aptinka, kad pasiektas išjungimo greitis, apsaugos sistema laiko įvykį tikru ir inicijuoja išjungimą. Taigi apsauga išlieka veiksminga net tada, kai vienas kanalas sugenda arba yra techninės priežiūros metu.

Kanalų palyginimas taip pat naudingas planuojant techninę priežiūrą. Jei kanalas B pradeda rodyti kitokį greitį nei kanalai A ir C, technikai gauna praktinę užuominą. Jie gali patikrinti pajungimo tarpą ir jutiklio ratuką , laidų apvalkalą, įžeminimą ir terminalų jungtis dar prieš tai taps rimtesne problema.

Trys kanalai automatiškai neužtikrina tikrosios atsarginės sistemos. Jei visi trys signalų priėmimo laidai eina per tą pačią pažeistą kanalizaciją, vienas įvykis gali paveikti kiekvieną signalą. Įrengimo kokybė yra taip pat svarbi kaip ir modulyje esanti balsavimo logika.

03Avarinio išjungimo sistema turi veikti kaip viena visuma.

ProTech 203 gali būti naudojamas su garo turbinomis, dujų turbinomis, hidroturbinomis, grįžtamaisiais varikliais ir turboplėtimosiais agregatais bei kitais aukšto greičio įrenginiais. Šie įrenginiai dažnai naudojami elektrinėse, naftos perdirbimo gamyklose, chemijos gamyklose, plieno gamyklose, popieriaus gamyklose ir jūrų įrenginiuose.

Patikima taikymo programa prasideda nuo avariinio išjungimo nustatymo . Šios reikšmės negalima tiesiog nukopijuoti iš kito įrenginio. Inžinieriai turi įvertinti normalų darbo sukimosi dažnį, gamintojo nustatytą mechaninę ribą, tikėtiną apkrovos atmetimo elgseną, valdiklio reakciją, rotoriaus pagreitį ir laiką, kurio reikia galutiniam išjungimo įrenginiui veikti.

Sukimosi dažnio matavimas taip pat reikalauja atidumo. magnetinio daviklio tarpas turi būti teisingas, jutiklio įranga turi būti geros būklės, o signalas turi likti stabilus visame veikimo diapazone. Ekranavimas, įžeminimas, laidų trasavimas ir kontaktų būklė gali visi paveikti matavimą.

Įdiegiant reikia išbandyti po vieną kanalą, kol nebus patvirtinta visos balsavimo funkcijos . Technikai turi patikrinti, ar kiekvienas kanalas teisingai nuskaito greitį, aptinka numatytą sustabdymo tašką ir dalyvauja reikalaujamoje 2 iš 3 sprendimo schemoje.

Testas neturėtų baigtis, kai priekinėje plokštėje pasirodo sustabdymo indikatorius. Šis rodiklis parodo, kad modulis priėmė sprendimą, bet neįrodo, kad įrenginys sustos. Visur, kur gamyklos procedūros leidžia, testas turėtų apimti išvesties relę ir galutinį sustabdymo įrenginį .

Esant įrengtoms sistemoms, teisinga modelių informacija, prijungimo schemos, nustatymų įrašai, bandymų rezultatai ir suderinami atsarginiai komponentai gali sutaupyti brangų laiką, kai įvyksta gedimas. Bet koks reguliatoriaus, jutiklių išdėstymo, relės grandinės arba sustabdymo mechanizmo pakeitimas turi būti lydimas visos apsaugos grandinės .

04Susijusių produktų modeliai, kuriuos siūlo „Evolo Automation“

Stulpelių tvarka: „Woodward“, „Bently Nevada“ ir „Emerson“. Tik modelių numeriai.

Woodward ProTech 203 užtikrina aiškią apsaugos principą: tris nepriklausomus sukimosi dažnio matavimus ir sprendimą „du iš trijų“ („two-out-of-three“) aktyvinti apsaugą , o ir išvestis, kuri pašalina energiją iš įrenginio. Tikroji jo nauda pasireiškia tada, kai valdiklį palaiko kokybiškas inžinerinis projektavimas, atidūs montavimo darbai ir išbandymai, kurie apima visą grandinę iki galutinio sustabdymo įrenginio.

Šaltinių nuorodos

1. Woodward ProTech 203 perdaug greito sukimosi apsaugos sistema, vadovas 85201
https://www.woodward.com/products/wp-content/uploads/sites/3/2024/08/85201_NEW.pdf

2. Woodward ProTech 203 perdaug greito sukimosi apsaugos sistema, vadovas 85195
https://www.woodward.com/products/wp-content/uploads/sites/3/2024/08/85195_NEW.pdf