Überdrehzahlsituationen an rotierenden Maschinen sollten unbedingt vermieden werden. Schon die geringste Überdrehzahl kann zu mechanischen Spannungen führen, die eine Verformung der rotierenden Maschinenteile verursachen. Schwerwiegendere Überdrehzahlsituationen können dazu führen, dass die Schaufelenden am Gehäuse reiben. Die schwerwiegendsten Überdrehzahlsituationen können dazu führen, dass sich die Turbinenschaufeln lösen, wodurch Maschinenteile in das Gehäuse eindringen. In diesem Artikel werden die häufigsten Ursachen für Überdrehzahl beschrieben.
Gebrochene Welle
Wenn eine Antriebswelle bricht (z. B. aufgrund einer Fehlausrichtung), erfährt die Turbine plötzlich einen minimalen Widerstand. Mit der verbleibenden Antriebskraft (Brennstoff oder Dampf) kann der Rotor schnell beschleunigen und die mechanischen Grenzen der Maschine überschreiten. Ein fortschrittliches Überdrehzahlerkennungssystem erkennt, wenn eine rotierende Maschine die maximal zulässige Beschleunigungsschwelle überschreitet, löst einen Alarm aus und leitet eine Auslösefunktion ein, noch bevor eine tatsächliche Überdrehzahlsituation eintritt. Es dauert jedoch einige Zeit, bis die Antriebskraft verschwindet, und in dieser Zeit kann die Maschine immer noch ein gefährliches Geschwindigkeitsniveau erreichen. Daher ist es wichtig, dass Sie Ihre Maschine genau kennen und wissen, welche Beschleunigungen bei welcher Drehzahl zulässig sind.
"Ein fortschrittliches System zur Erkennung von Geschwindigkeitsüberschreitungen löst bei Beschleunigung eine Auslösefunktion aus, noch bevor eine tatsächliche Übergeschwindigkeit eintritt."
Fehlfunktion des Ventils
Steuerventile/Sicherheitsventile sind wichtige mechanische Teile einer Maschine. Die Folgen eines Versagens von Regelventilen können erheblich sein. Wenn ein Regelventil einer Dampfturbine klemmt oder eines der Druckventile geöffnet bleibt, kann dies zu einer übermäßigen Antriebskraft auf die Welle führen. Genau wie bei einer gebrochenen Welle kann dies zu übermäßiger Beschleunigung und Überdrehzahl führen.
Prüfung mechanischer Überdrehzahlvorrichtungen
Mechanische/hydraulische Überdrehzahlsicherungen können während eines Überdrehzahltests versagen. Diese Systeme haben Fehlermöglichkeiten, die nur bei einer tatsächlichen Überdrehzahlabschaltung getestet werden können. Wenn das System aufgrund von Verlackung oder Verschmutzung blockiert ist, kann die mechanische Überdrehzahlsicherung die Maschine nicht abschalten, wenn dies erforderlich ist.
Menschliches Versagen
Auch wenn die meisten Systeme automatisiert sind, gibt es immer noch Raum für menschliche Handlungen und Eingriffe. Zum Beispiel: eine Überbrückung nach einem Wartungsstopp aufrechterhalten. Ein weiteres Beispiel ist ein Bedienerfehler. Dies ist aufgrund technologischer Entwicklungen, die nur minimale menschliche Eingriffe erfordern, immer unwahrscheinlicher geworden, aber es bleibt eine der Hauptursachen für Überdrehzahlen bei rotierenden Maschinen.
Falscher Sensoreingang
Das Geschwindigkeitssignal könnte durch einen falsch montierten oder eingestellten Sensor oder durch Fehler in der Systemkonfiguration verfälscht werden, was zu einer falschen Eingabe in der Systemlogik führt. Ein falscher Sensoreingang könnte sich auch auf das Steuersystem auswirken, was in der Folge zu einer Überdrehzahlsituation führen könnte. Dies würde die rotierende Maschine anfällig für unerkannte Überdrehzahlsituationen machen.
Ausfall des Kontrollsystems
Ein Ausfall des Drehzahlregelsystems kann zu einer Überdrehzahlsituation führen. Ein Drehzahlregelungssystem wird zur Regelung der Drehzahl der rotierenden Maschine verwendet. Ein ungültiges Eingangssignal oder ein Programmierfehler könnte eine Störung des Drehzahlregelungssystems auslösen, was in der Folge zu einer Überdrehzahl führen könnte.
