Należy za wszelką cenę zapobiegać sytuacjom przekroczenia prędkości w maszynach wirujących. Nawet najmniejsze przekroczenie prędkości może prowadzić do obciążenia mechanicznego powodującego odkształcenie części maszyny wirującej. Poważniejsze sytuacje przekroczenia prędkości mogą spowodować ocieranie się końców łopatek o obudowę. Najpoważniejsze sytuacje przekroczenia prędkości mogą spowodować poluzowanie łopatek turbiny, co skutkuje przebiciem obudowy przez części maszyny. Niniejszy artykuł opisuje najczęstsze przyczyny przekroczenia prędkości.
1. Złamany wał
W przypadku pęknięcia wału napędowego (np. z powodu niewspółosiowości) turbina nagle napotka minimalny opór. Dzięki pozostałej sile napędowej (paliwo lub para) wirnik będzie w stanie gwałtownie przyspieszyć i przekroczyć mechaniczne ograniczenia maszyny. Zaawansowany system wykrywania nadmiernej prędkości wykryje moment, w którym maszyna wirująca przekroczy maksymalny dopuszczalny próg przyspieszenia, uruchomi alarm i zainicjuje funkcję wyłączenia awaryjnego, jeszcze zanim faktycznie dojdzie do sytuacji nadmiernej prędkości. Jednak zniknięcie siły napędowej zajmie pewien czas, podczas którego maszyna może nadal osiągnąć niebezpieczny poziom prędkości. Dlatego niezbędna jest dogłębna znajomość posiadanej maszyny oraz wiedza na temat tego, jakie przyspieszenia są dopuszczalne przy każdej prędkości.
„Zaawansowany system wykrywania przekroczenia prędkości uruchomi funkcję wyłączającą w momencie przyspieszenia prędkości, jeszcze zanim dojdzie do faktycznego przekroczenia prędkości”.
2. Nieprawidłowe działanie zaworu
Zawory regulacyjne/zawory bezpieczeństwa są ważnymi elementami mechanicznymi maszyny. Konsekwencje awarii zaworów regulacyjnych mogą być poważne. Gdy zawór regulacyjny turbiny parowej zablokuje się lub gdy jeden z jej zaworów ciśnieniowych pozostaje otwarty, może to doprowadzić do nadmiernego obciążenia wału. Podobnie jak w przypadku pękniętego wału, może to spowodować nadmierne przyspieszenie i przekroczenie prędkości obrotowej.
3. Testowanie mechanicznych urządzeń zabezpieczających przed nadmierną prędkością
Mechaniczne/hydrauliczne zabezpieczenia przed nadmierną prędkością mogą zawieść podczas testu nadmiernej prędkości. Systemy te charakteryzują się trybami awarii, które można przetestować wyłącznie podczas rzeczywistego wyzwolenia zabezpieczenia przed nadmierną prędkością. Gdy system utknie z powodu osadu lub zanieczyszczeń, mechaniczne zabezpieczenie przed nadmierną prędkością nie będzie w stanie wyłączyć maszyny w razie potrzeby.
4. Błąd ludzki
Mimo że większość systemów jest zautomatyzowana, nadal istnieje miejsce na działania i ingerencję człowieka. Na przykład: pozostawienie aktywnego nadpisania ustawień po zatrzymaniu konserwacyjnym. Innym przykładem jest błąd operatora. Stało się to coraz mniej prawdopodobne ze względu na rozwój technologiczny wymagający minimalnego udziału człowieka, ale pozostaje jedną z głównych przyczyn przekroczenia prędkości w maszynach wirujących.
5. Nieprawidłowe dane wejściowe z czujnika
Sygnał prędkości może zostać zakłócony przez nieprawidłowo zamontowany lub wyregulowany czujnik albo błędy konfiguracji systemu, co powoduje nieprawidłowe dane wejściowe w logice systemu. Nieprawidłowe dane wejściowe z czujnika mogą również wpłynąć na układ sterowania, co w konsekwencji może doprowadzić do sytuacji nadmiernej prędkości. Spowodowałoby to, że maszyna wirująca byłaby narażona na niewykryte sytuacje nadmiernej prędkości.
6. Awaria systemu sterowania
Awaria systemu kontroli prędkości może prowadzić do sytuacji nadmiernej prędkości. System kontroli prędkości służy do regulacji prędkości maszyny wirującej. Nieprawidłowy sygnał wejściowy lub błąd programowania może spowodować awarię systemu kontroli prędkości, co w konsekwencji może doprowadzić do nadmiernej prędkości.
Jak zapobiegać zdarzeniom związanym z nadmierną prędkością
System wykrywania nadmiernej prędkości (ODS) ma kluczowe znaczenie dla poprawy bezpieczeństwa i niezawodności maszyn wirujących. Jak wspomniano wcześniej w artykule, system wykrywania nadmiernej prędkości zapobiega wystąpieniu zdarzenia związanego z nadmierną prędkością już na samym początku. W firmie Istec dostarczamy renomowanym przedsiębiorstwom przemysłowym nasze systemy ODS, zapewniając szybkie i skalowalne rozwiązania. Nasze dwa rozwiązania to SpeedSys 200 i 300, odpowiadające odpowiednio poziomom bezpieczeństwa SIL 2 i SIL 3.
