常見的與轉速相關的故障

時間:2022-02-26 19:24 來源:未知

旋轉機械如渦輪機、泵和壓縮機不斷地受到主要機械力的作用。由於這些機器中的大多數對生產過程至關重要，因此係統都具有保護或監控功能，以防止故障發生。在本文中，我們將重點介紹一些常見的與轉速相關的故障。

轉速保護

1.超速

旋轉機械的設計結構是要承受一定的旋轉速度，稱為結構速度。當發生超速時，機器軸的旋轉速度超過機器結構所能承受的速度。這種力隨著轉速的增加呈指數增長，這可能會導致零件鬆動。這可能會對過程、人員和環境造成災難性的影響。因此，風險分析表明，在大多數情況下，超速保護係統是強製性的。超速保護係統，確保轉速保持在一定範圍內，防止機器損壞。如果超過了預定義的極限值，機器將立即關閉(圖1)。這些機器跳閘需要在非常短的時間內發生。根據目前的機器指南(API 670)，超速保護係統的響應時間必須不超過40ms。

超速是任何旋轉機械操作人員最怕的事情。如果反應不及時，或者超速保護係統出現故障，可能會導致渦輪葉片或轉子部件鬆動。在最壞的情況下，這些部件會直接穿過渦輪機外殼，危及人員安全，並對渦輪機驅動的設備造成重大損壞。

2. 加速度

在現有超速保護係統的情況下，如果旋轉的機器加速過快，會導致旋轉機器超速，造成危險的情況。根據加速度，停止機器的驅動力不會立即導致旋轉速度的下降。由於主要的力量慣性，速度甚至可能在動力取消後很短時間內增加。當一個超速保護係統運行時的最大可容忍的極限轉速為110%時，一定程度的加速度仍然可能造成累積的速度超過容許的110%。這樣的機器仍然達到臨界轉速,甚至嚴重的損壞後果。

在旋轉機器的啟動過程中，根據可用能量的不同，應對其進行加速保護。不像超速保護，加速保護不僅看RPM，還在一個預定的時間間隔監測RPM的增加。當速度傳感器檢測到過度加速增加時，保護係統將跳閘。
當機器沒有加速保護時，它還是會超速。超速保護係統不能在過度加速時及時停止機器。

轉速監測問題

3.反向旋轉
有一種可能的情況，當驅動這台壓縮機的渦輪不工作時，來自這一過程的壓力導致壓縮機轉向錯誤的方向。這就是所謂的反向旋轉。這種壓力可能是因為吸入閥沒有正確關閉，導致泄漏。當渦輪在壓縮機這種狀態下啟動時，將導致損壞設備。由於反向旋轉而產生的壓力和渦輪的壓力會相互抵消，可能會對聯軸器造成損害。這通常涉及經濟損失，但不會對人員和環境造成直接危險。

4.靜止/蠕變
非常重要的一點是：在開始運行/維護工作之前，渦輪機實際上必須是靜止的。畢竟，如果在渦輪機仍然緩慢旋轉的情況下開始維修工作，龐大的渦輪機質量會導致危險的情況。為了監測這一點，速度測量必須在比正常速度測量更長的時間內進行，因為渦輪機在停機過程中以非常低的速度運行。

5.低速

低速是超速的反義詞，但是一種不那麼嚴重的故障。為了保持進程運行，安裝必須保持最小的RPM。該過程不能再驅動較低的RPM。雖然由於生產過程的中斷，低速度是非常不可取的，但它不會產生與超速相同的災難性影響。可以設置極限值，以便當達到保持進程運行的最小RPM時觸發警報。這使得操作人員可以防止出現速度過低的情況。例如，低速測量也可以用來表明，低速引擎可以啟動。

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