In passato, i sistemi di protezione contro la sovravelocità delle turbine erano spesso progettati dagli stessi produttori di turbine come parte del sistema meccanico. Questi sistemi di protezione meccanica sono ancora in uso, soprattutto sulle macchine di medie dimensioni. Tuttavia, i sistemi elettronici offrono vantaggi significativi e stanno diventando sempre più accessibili, sia dal punto di vista economico che tecnico. Questo articolo illustra i vantaggi della protezione elettronica rispetto a quella meccanica.
Il principio della protezione meccanica contro la sovravelocità
Per comprendere la differenza tra i due tipi di protezione, è importante capire come funziona la protezione meccanica da sovravelocità. I sistemi di protezione meccanica da sovravelocità utilizzano un peso su una molla di cui è nota la forza elastica. A causa della forza centrifuga dovuta alla velocità di rotazione dell'albero, la molla si allunga sempre di più e il peso si sposta. Finché la velocità di rotazione rimane entro le specifiche di progetto, la molla non si allunga troppo e il peso non fuoriesce. Tuttavia, se supera le specifiche di progetto, il peso fuoriesce e colpisce il bullone di scatto. In questo modo il perno si sgancia e lo scatto si attiva.
Il funzionamento di un sistema di monitoraggio meccanico della sovravelocità.
Il principio della protezione elettronica contro la sovravelocità
La protezione elettronica contro la sovravelocità è costituita da un ingranaggio o da un'altra superficie di misura, da sensori di velocità e da un sistema di misura con logica di intervento e uscite a relè. I sensori di velocità osservano la superficie di misura e forniscono un segnale a onda sinusoidale o quadra, che il sistema di misura vede come impulsi. Il sistema di misura conta quindi il tempo tra gli impulsi per determinare la velocità di rotazione. Le uscite a relè sono controllate dalla logica di intervento. Per aumentare la sicurezza e la disponibilità, questi sistemi di protezione sono spesso costruiti con strutture di voto ridondanti.
Perché passare alla protezione elettronica contro la sovravelocità?
Il passaggio da una protezione meccanica contro la sovravelocità a una protezione elettronica contro la sovravelocità presenta notevoli vantaggi. La sicurezza verificabile è l'argomento principale. Per esempio: mentre i sistemi meccanici di protezione dalla sovravelocità devono essere testati facendo effettivamente superare la velocità alla macchina (con tutti i rischi che ciò comporta!), un sistema elettronico di protezione dalla sovravelocità può essere testato simulando la sovravelocità. Inoltre, un test simulato è più rapido e semplice da eseguire.
In questa panoramica confrontiamo entrambe le forme di protezione dalla sovravelocità delle macchine:
| Intervento meccanico per eccesso di velocità | Intervento elettronico per eccesso di velocità |
|---|---|
| Determinazione imprecisa del valore di intervento a causa della forza imprecisa della molla (+ / a-50 rpm) | Determinazione molto accurata del valore di intervento |
| Il valore di scatto si sposta lentamente a causa dell'affaticamento del materiale della molla | Il valore di intervento non cambia |
| Nessuna possibilità di interfaccia utente | Offre possibilità di interfacciamento con il DCS |
| Deve essere collegato all'albero o alla leva meccanica | Non è necessario il contatto fisico con l'albero o la leva meccanica |
| L'accumulo di lubrificante può bloccare il funzionamento dello scatto meccanico. | L'accumulo di lubrificante non ha alcun effetto sul funzionamento dell'interruttore. |
| Non può essere testato, se non quando è scollegato dall'apparecchiatura azionata, il che richiede lo spegnimento. | Possibilità di testare in sicurezza la funzione di intervento mediante simulazione di sovravelocità con un generatore di frequenza |
| Velocità eccessiva necessaria per attivare l'intervento | Può essere testato a qualsiasi velocità e qualsiasi canale può essere testato durante il funzionamento (online) |
| Richiede l'avvio di più turbine per impostare il valore di intervento con la massima precisione possibile. | Non richiede ulteriori avviamenti della turbina |
Il passaggio alla protezione elettronica contro la sovravelocità non è complesso. In primo luogo, si rimuove la leva di scatto meccanica e tutti i componenti del sistema associati. In secondo luogo, si monta una superficie di misura (ingranaggio) sull'albero, se non è già presente, e si posizionano uno o più sensori intorno a questa superficie di misura. Il sistema di monitoraggio può quindi essere collocato vicino alla macchina o in un armadio.
Per saperne di più sulla sovravelocità:
Cosa dice lo standard API 670 sui sistemi di rilevamento della sovravelocità? »
SpeedSys 300 - Sistema di protezione dalla sovravelocità
Lo SpeedSys 300 è un sistema elettronico di protezione contro il sovravelocità per macchinari rotanti classificato SIL 3. Fornisce il livello fondamentale di protezione con un’architettura compatta. Il suo ingombro tecnico ridotto consente un retrofit a basso impatto e amplia la gamma di macchinari che possono essere protetti.
Per saperne di più su SpeedSys 300 »
