Les machines tournantes telles que les turbines, les pompes et les compresseurs sont continuellement soumises à des forces mécaniques majeures. Comme la plupart de ces machines sont essentielles au processus, les systèmes sont mis en œuvre avec des fonctions de protection et / ou de surveillance pour prévenir les défaillances. Dans cet article, nous soulignons quelques échecs de vitesse courants pouvant survenir avec des machines en rotation.
Protection de vitesse
1. Survitesse
La construction de machines rotatives est conçue pour résister à une certaine vitesse de rotation, connue sous le nom de vitesse de la construction. Lorsque la survitesse se produit, l’arbre de la machine tourne plus rapidement que la construction de la machine est capable de résister. Les forces augmentent exponentielles avec la vitesse de rotation susceptible de provoquer des pièces qui se détachent. Cela pourrait avoir un impact catastrophique sur le processus, le personnel et l’environnement. Les analyses de risque montrent donc que dans la plupart des cas, il est obligatoire d’avoir un système de protection de la survitesse. À travers des mesures de vitesse, la vitesse de rotation (RPM) peut être mesurée. Un système de protection de la survitesse garantit la vitesse de rotation de rester dans certaines limites afin d’éviter des dommages à la machine. Si les valeurs limites prédéfinies sont dépassées, la machine est éteinte immédiatement (Figure 1). Ces voyages de machine doivent se produire dans un délai très court. Selon les directives actuelles de la machine (API 670), les systèmes de protection de la survitesse doivent avoir une durée de réponse maximale de 40 ms.
La survitesse est la plus grande peur de tout opérateur de machines rotatives. Ne répondant pas à temps ou le dysfonctionnement d’un système de protection de la survitesse pourrait provoquer des lames de turbine ou des pièces de rotor. Dans le pire des cas, ces parties vont à travers le boîtier de la turbine, compromettant la sécurité du personnel et causant des dommages importants à l’équipement propulsé par la turbine.
2. accélération
Une accélération trop rapide d’une machine rotative peut provoquer une machine de rotation de la survitesse malgré le système de protection de la survitesse actuel, provoquant une situation dangereuse. Selon la vitesse d’accélération, l’arrêt du pilote d’une machine ne conduira pas immédiatement à une diminution de la vitesse de rotation. En raison des forces majeures, la vitesse peut même augmenter de peu de temps après que le conducteur ait déjà été arrêté. Lorsqu’un système de protection de la survitesse vous déclenche lorsque la valeur limite de 110% de la vitesse de rotation totale maximale est atteinte, un certain degré d’accélération peut toujours causer la vitesse accumulée supérieure à 110% (Figure 2). De cette façon, la machine atteint toujours une vitesse de rotation critique, avec des dommages.
Au début d’une machine en rotation, en fonction de l’énergie disponible, elle doit être protégée pour une accélération. Contrairement à la protection de la survitesse, la protection d’accélération ne regarde pas seulement le régime, mais à l’augmentation du régime dans un intervalle de temps prédéterminé. Lorsque les capteurs de vitesse détectent une augmentation excessive d’accélération, le système de protection trébuchera la turbine.
Lorsque la machine n’est pas protégée pour l’accélération, elle ira toujours sur la survitesse. Un système de protection de la survitesse n’est pas capable d’arrêter la machine à temps pendant une augmentation excessive d’accélération.
Surveillance de la vitesse
3. Rotation inverse
Il peut arriver que la pression du processus entraîne une mauvaise direction dans la mauvaise direction pendant que la turbine qui entraîne ce compresseur ne fonctionne pas. Ceci est connu sous le nom de rotation inverse. Cette pression peut se produire car la vanne d’aspiration ne se ferme pas correctement, provoquant une fuite. Lorsque la turbine est démarrée pendant cette condition du compresseur, cela entraînera des dommages. La pression qui est construite à la suite d’une rotation inverse et la pression de la turbine se contrera, ce qui peut par exemple causer des dommages à l’accouplement. Cela concerne souvent les dommages financiers, mais ne pose pas de danger direct pour le personnel et l’environnement.
4. Arrêt / fluage
Il est important qu’une turbine se trouve encore avant le début des travaux de retournement / de maintenance. Après tout, l’énorme masse d’une turbine peut provoquer des situations dangereuses si le travail de maintenance est démarré pendant que la turbine tourne toujours lentement. Pour surveiller cela, les mesures de vitesse doivent être effectuées sur une période plus longue que les mesures de vitesse normales car la turbine fonctionne à une vitesse très basse au cours de son processus d’arrêt.
5. Sous-vitesse
Sous-vitesse est le contraire de la survitesse, mais est un échec moins critique. Pour conserver un processus en cours d’exécution, une installation doit conserver une teck minimum. Le processus ne peut plus être entraîné avec un régime inférieur. Bien que les sous-vitesses soient hautement indésirables en raison d’une perturbation du processus de production, il n’a pas le même impact catastrophique que la survitesse. Les valeurs limites peuvent être définies de manière à ce qu’une alarme soit déclenchée lorsque le régime minimum pour maintenir le processus est atteint. Cela permet à l’opérateur d’empêcher de sous-vitesse. Les mesures de sous-traiteur peuvent également être utilisées pour indiquer, par exemple, qu’un moteur à jogging peut être activé.
Speedsys; Système de protection de la survitesse
Istec a développé les Speedsys: un système de protection de survitesse de conception certifié. Nous avons dépouillé toutes les fonctionnalités supplémentaires et sommes retournés au cœur de la protection de la survitesse telle que définie par la norme API 670. Les Speedsys comportent un intervalle de test minimal de 10 ans, une évolutivité pour une notation supérieure de SIL grâce à des structures de vote et d’une architecture basée sur l’émetteur, par opposition à des architectures complexes basées sur des racks. Les Speedsys offrent le même niveau de protection que tout système à base de rack, mais est beaucoup plus accessible financièrement pour un équipement rotatif plus grand et plus grand.
