Overspeed-situaties bij roterende machines moeten te allen tijde worden voorkomen. Zelfs de geringste overspeed-situatie kan leiden tot mechanische spanning die ervoor zorgt dat roterende machineonderdelen vervormen. Ernstigere overspeed-situaties kunnen ertoe leiden dat de uiteinden van de turbinebladen tegen de behuizing wrijven. In de meest ernstige gevallen kunnen de turbinebladen losraken, waardoor machineonderdelen door de behuizing van de turbine kunnen dringen. Dit artikel beschrijft de meest voorkomende oorzaken van overspeed.
Gebroken as / koppeling
Wanneer een aandrijfas breekt (bijv. door uitlijnfouten) zal de turbine plotseling minimale weerstand ondervinden. Met de resterende aandrijfkracht (brandstof of stoom) kan de rotor snel accelereren en de mechanische limieten van de machine overschrijden. Een geavanceerd overspeed-bewakingssysteem detecteert wanneer een roterende machine de maximaal toelaatbare acceleratie overschrijdt en initieert een tripfunctie nog voordat een daadwerkelijke overspeed-situatie ontstaat. Het zal echter enige tijd duren voordat de drijfkracht is verdwenen, waardoor de machine nog steeds een gevaarlijk snelheidsniveau kan bereiken. Het is daarom essentieel om diepgaande kennis van uw machine te hebben en te weten welke acceleraties bij elke snelheid acceptabel zijn.
“Een geavanceerd overspeed-bewakingssysteem zal een tripfunctie initiëren bij excessieve acceleratie, nog voordat een overspeed-situatie ontstaat”
Disfunctionerende kleppen
Regelkleppen / veiligheidskleppen zijn belangrijke mechanische onderdelen van een roterende machine. Disfunctionerende kleppen kunnen significante gevolgen hebben op de machine. Wanneer een regelklep van een stoomturbine vastzit of wanneer één van de drukkleppen open blijft staan, kan dit leiden tot overmatige aandrijfkracht op de as. Net als bij een gebroken as kan dit leiden tot excessieve acceleratie en overspeed.
Mechanische overspeed-apparaten testen
Mechanische / hydraulische overspeed-bewaking kan falen tijdens een overspeed-test. Deze systemen hebben storingsmodi (failure modes) die alleen kunnen worden getest bij het uitvoeren van een daadwerkelijke overspeed-situatie. Wanneer het systeem vastzit door bijvoorbeeld vuil, kan het mechanische overspeed-bewakingssysteem de machine niet uitschakelen (trippen) wanneer dat nodig is.
Human error
Ook al zijn de meeste systemen geautomatiseerd, is er nog steeds ruimte voor menselijk handelen en ingrijpen. Bijvoorbeeld: het laten zitten van een override na een onderhoudsstop. Een ander voorbeeld is een bedieningsfout. Dit is steeds minder waarschijnlijk geworden door technologische ontwikkelingen die minimale menselijke input vereisen, maar het blijft één van de belangrijkste oorzaken van overspeed op roterende machines.
Onjuiste sensorinvoer
Het snelheidssignaal kan worden beschadigd door onjuist gemonteerde of afgestelde sensoren en/of fouten in de configuratie van het bewakingssysteem, waardoor een onjuiste invoer in de systeemlogica wordt veroorzaakt. Een onjuiste sensorinvoer kan ook het besturingssysteem beïnvloeden, wat vervolgens kan leiden tot overspeed. Dit maakt de roterende machine kwetsbaar voor onopgemerkte overspeed-situaties.
Storing van het besturingssysteem
Een storing van het speed besturingssysteem kan tot overspeed leiden. Een speed besturingssysteem wordt gebruikt om de snelheid van de roterende machine te regelen. Een ongeldig ingangssignaal of een programmeerfout kan een storing van dit systeem in gang zetten, wat vervolgens kan leiden tot overspeed.
