في الماضي، كانت أنظمة حماية التوربينات من السرعة الزائدة غالباً ما يتم تصميمها من قبل مصنعي التوربينات الأصليين أنفسهم كجزء من النظام الميكانيكي. ولا تزال أنظمة الحماية الميكانيكية هذه قيد الاستخدام، خاصة في الآلات متوسطة الحجم. ومع ذلك، توفر الأنظمة الإلكترونية فوائد كبيرة وأصبحت متاحة بشكل متزايد، من حيث تأثيرها الاقتصادي والتقني. تشرح هذه المقالة فوائد الحماية الإلكترونية على الحماية الميكانيكية.
مبدأ الحماية الميكانيكية من السرعة الزائدة
لفهم الفرق بين نوعي الحماية، من المهم فهم كيفية عمل الحماية الميكانيكية من السرعة الزائدة. تستخدم أنظمة الحماية الميكانيكية للسرعة الزائدة وزناً على زنبرك تكون قوة الزنبرك معروفة. وبسبب قوة الطرد المركزي نتيجة لسرعة دوران العمود، يتمدد الزنبرك أكثر فأكثر ويتحرك الوزن للخارج. وطالما أن سرعة الدوران لا تزال ضمن مواصفات التصميم، فلن يتمدد الزنبرك كثيرًا ولن يبرز الوزن. ومع ذلك، إذا تجاوز مواصفاته التصميمية، سينفد الوزن ويصطدم بمسمار التعشيق. سيؤدي ذلك إلى تحرير المسمار وسيتم تنشيط التعشيق.
تشغيل نظام مراقبة السرعة الزائدة الميكانيكية.
مبدأ الحماية الإلكترونية من السرعة الزائدة
تتكون الحماية الإلكترونية للسرعة الزائدة من ترس أو سطح قياس آخر وحساسات سرعة ونظام قياس مع منطق الرحلة ومخرجات مرحل. تنظر حساسات السرعة إلى سطح القياس وتعطي إشارة موجة جيبية أو مربعة، والتي يراها نظام القياس كنبضات. ثم يقوم نظام القياس بعد ذلك بحساب الوقت بين النبضات لتحديد سرعة الدوران. يتم التحكم في مخرجات المرحل عن طريق منطق الرحلة. من أجل زيادة السلامة والتوافر، غالبًا ما يتم بناء أنظمة الحماية هذه بهياكل تصويت زائدة عن الحاجة.
لماذا التحول إلى الحماية الإلكترونية للسرعة الزائدة؟
إن التحويل من الحماية الميكانيكية للسرعة الزائدة إلى الحماية الإلكترونية للسرعة الزائدة له مزايا كبيرة. الأمان الذي يمكن التحقق منه هو الحجة الأساسية. للتوضيح: حيث يجب اختبار أنظمة الحماية الميكانيكية للسرعة الزائدة عن طريق زيادة السرعة الزائدة للماكينة فعليًا (مع كل المخاطر التي تنطوي عليها!)، يمكن اختبار نظام الحماية الإلكترونية للسرعة الزائدة عن طريق محاكاة السرعة الزائدة. بالإضافة إلى ذلك، يكون اختبار المحاكاة أسرع وأسهل في الأداء.
في هذه النظرة العامة نقارن بين كلا شكلي الحماية من السرعة الزائدة للماكينة:
| رحلة السرعة الزائدة الميكانيكية | رحلة السرعة الزائدة الإلكترونية |
|---|---|
| تحديد قيمة الرحلة بشكل غير دقيق بسبب عدم دقة قوة الزنبرك (+/ أ-50 دورة في الدقيقة) | تحديد قيمة الرحلة بدقة متناهية |
| تتغير قيمة الرحلة ببطء بسبب الإرهاق المادي للنابض | لن تتغير قيمة الرحلة |
| لا توجد إمكانية لواجهة المستخدم | توفر إمكانيات واجهة نظام التحكم الموزع |
| يجب توصيله بعمود أو رافعة ميكانيكية | لا يلزم التلامس المادي مع العمود أو الرافعة الميكانيكية |
| يمكن أن يؤدي تراكم مواد التشحيم المتراكمة إلى إعاقة تشغيل الرحلة الميكانيكية | ليس لتراكم مواد التشحيم أي تأثير على وظيفة الرحلة |
| لا يمكن اختباره، إلا عند فصله عن المعدات المشغلة، الأمر الذي يتطلب إيقاف التشغيل | إمكانية آمنة لاختبار وظيفة الرحلة عن طريق محاكاة السرعة الزائدة باستخدام مولد تردد |
| السرعة الزائدة المطلوبة لتفعيل الرحلة | يمكن اختبارها بأي سرعة ويمكن اختبار أي قناة أثناء التشغيل (عبر الإنترنت) |
| يتطلب بدء تشغيل التوربينات المتعددة لضبط قيمة الرحلة بأكبر قدر ممكن من الدقة | لا يتطلب بدء تشغيل التوربينات الإضافية |
التحول إلى الحماية الإلكترونية من السرعة الزائدة ليس معقدًا. أولاً، تتم إزالة ذراع التعثر الميكانيكية وجميع مكونات النظام المرتبطة بها. ثانيًا، يتم تركيب سطح قياس (ترس) على العمود إذا لم يكن هذا متوفرًا بالفعل، وبعد ذلك يتم وضع حساس واحد أو أكثر حول سطح القياس هذا. يمكن بعد ذلك وضع نظام المراقبة بالقرب من الماكينة أو في خزانة.
اعرف المزيد عن السرعة الزائدة:
ما الذي ينص عليه معيار API 670 حول أنظمة الكشف عن السرعة الزائدة؟ »
نظام SpeedSys 300 - نظام الحماية من السرعة الزائدة
يُعد SpeedSys 300 نظامًا إلكترونيًّا للحماية من السرعة الزائدة مصنفًا بمستوى SIL 3 للآلات الدوارة. ويوفر هذا النظام الطبقة الأساسية من الحماية بفضل بنيته المدمجة. كما تتيح footprint التقنية الصغيرة إمكانية التحديث بأثر محدود وتوسع نطاق الآلات التي يمكن حمايتها.
