برج خنک کننده یا کولینگ تاور یک جز مهم برای پالایشگاه ها، نیروگاه های تولید برق و بسیاری دیگر از امکانات فرآیند صنعتی می باشد. نظارت بر وضعیت کارکرد این دستگاه و انجام کنترل مناسب ماشین آلات مزایای بسیار زیادی را برای تولید فراهم می کند.
با جلوگیری از پیش بینی و پیشگیری می توان منافع بزرگی در جلوگیری از ضررهای زمان خرابی به دست آورد. لرزش یکی از پارامترهای کلیدی است که برای ارائه هشدار زود هنگام خرابی دستگاه مورد استفاده قرار می گیرد.
در این مقاله، اصول لرزش به طور خلاصه شرح داده شده است و سپس بحث در مورد الزامات نظارت بر لرزش برای کاربردهای برج خنک کننده دنبال می شود. در پایان، یک راه حل بهینه برای تشخیص لرزش برای برج های خنک کننده بررسی شده است.
مبانی ارتعاش کولینگ تاورها
ارتعاش به دلیل مختل شدن تعادل به عنوان “حرکت دوره ای” تعریف می شود.
ارتعاش را می توان با موارد زیر مشخص کرد:
1- فرکانس: تعداد نوسانات در یک بازه زمانی
2- دامنه: شدت لرزش چقدر بزرگ است.
3- زاویه فاز: زمان و مکانی که لرزش اتفاق می افتد.
نمودار زیر یک شفت موتور نامتعادل را در سرعت کاری 1200 دور در دقیقه، با لرزش در 1200 دور در دقیقه یا 20 سیکل در ثانیه را نشان می دهد.
از لرزشی که صحبت میکنیم با سرعت 1X جریان می یابد. فن 4 پره ای که توسط موتور هدایت می شود با سرعت CPM4800 ارتعاش می کند و شبکه دنده ای 12 دندان با همان موتور با CPM14400 ارتعاش می کند. این سه فرکانس فرکانسهای ارتعاشی مشخصه در سیستم هستند.
هنگامی که ما در مورد ارتعاش بحث می کنیم با توجه به دستورات پویا صحبت می کنیم. سرعت (به عنوان مثال X1، 2X ، 1 / 2X ، nX و … )، چرخه در ثانیه (cps) یا هرتز و دور در دقیقه فقط مربوط به سرعت کارکرد دستگاه است. اگر از شتاب سنج برای اندازه گیری لرزش استفاده شود ( به ویژه هنگامی که روی جعبه دنده نصب شده است) خروجی کلی از شتاب سنج یک سیگنال مخلوط است که فرکانس های لرزش روی هم قرار گرفته اند.
شکل موج معمولی بر اساس زمان به صورت زیر است. استخراج از سیگنال مخلوط لرزش در سیستم بسیار دشوار است.
برای اینکه بفهمید وقتی ماشین چرخشی در حال لرزش است چه اتفاقی می افتد، لازم است سیگنال لرزش خام را از سنسور لرزش بازیابی کنید و سپس از یک الگوریتم پیشرفته مانند FFT (تبدیل فوریه سریع) برای انتقال شکل موج زمان استفاده کنید و به دامنه فرکانس وارد شوید. در نتیجه ، عناصر ارتعاش به مقادیر گسسته تبدیل می شوند و سپس می توان ماهیت ارتعاش را به روشی قابل درک بررسی کرد.
منابع ارتعاش در کولینگ تاورها
از فن یک موتور برای عبور هوای اجباری در برج خنک کننده استفاده می شود. بر اساس مکانیسم محرک، دو نوع فن به طور معمول مورد استفاده قرار می گیرند: فن های محرک گیربکس و فن های تسمه محور. یک فن محرک گیربکس، موتور در کنار سلول فن نصب می شود و فن موتور توسط شفت هدایت می شود.
در حالت تسمه محور، موتور فن توسط یک تسمه هدایت می شود. فن های گیربکس دار به طور معمول در برج های بزرگتر و فن های تسمه دار اغلب در برج های کوچکتر استفاده می شوند. این دو نوع فن در زیر نشان داده شده است.
علل خرابی در برجهای خنک کننده
ارتعاش بیش از حد، بیشتر به دلیل عدم انطباق یا عدم تعادل، می تواند باعث خرابی سریع و در نتیجه خرابی فاجعه بار شود. فن، موتور و چرخ دنده ها سه جز اصلی چرخان در برج خنک کننده هستند. آنها همچنین منبع ارتعاشات در سیستم هستند. خرابی های یک موتور می تواند ناشی از عدم تعادل موتور، عدم تغییر جهت شفت، نقص میله روتور، نقص تحمل و مشکلات پایه باشد.
گیربکس ممکن است به دلیل استرس ناشی از جریان هوا، عدم انطباق نامناسب دنده با موتور، ترک خوردگی دنده ها، عدم روغن کاری و فرسودگی یاتاقان ها، خراب شود. پره های فن نامتعادل یا خطا در پیچ تیغه از دلایل خرابی پره فن است.
کنترل ارتعاشات و مانیتورینگ
در برج های خنک کننده برای جلوگیری از خرابی فاجعه بار در اثر لرزش، به طور معمول از یک سنسور ارتعاش برای اندازه گیری شدت ارتعاش دستگاه استفاده می شود. خروجی دستگاه ارتعاش برای تحریک بیش از حد سیستم استفاده می شود.
خروجی 4-20 میلی آمپر از یک فرستنده لرزش به یک سیستم کنترل ، کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) یا سیستم SCADA (کنترل نظارت و دستیابی به داده) و یا یک رله باز / بسته از یک سوئیچ ارتعاش معمولاً در برج خنک کننده برای دستیابی به اهداف ایمنی سازمان استفاده می شود. برای حفظ برج خنک کننده در شرایط عملیاتی مناسب، از نظارت بر ارتعاشات معمولاً برای ارائه هشدارهای اولیه حیاتی در مورد مشکلات و فعال کردن سرویس برنامه ریزی شده قبل از هرگونه صدمه اساسی استفاده می شود.
داده های ارتعاش دینامیکی خام به صورت محلی یا از راه دور در سیستم جمع آوری سیگنال بازیابی می شوند. تجزیه و تحلیل داده های بیشتر برای درک معنای داده های ارتعاش انجام خواهد شد. در صورت لزوم، می توان از روش های پیشرفته تشخیصی برای بررسی علت اصلی مشکلات استفاده کرد.
نظارت بر ماشین آلات مبتنی بر شرایط لرزش برای عملکرد برج خنک کننده بسیار مهم است. نظارت بر ارتعاش نه تنها به سالم نگه داشتن سیستم مکانیکی بلکه با حفظ یا افزایش سود تولید از طریق یک استراتژی تعمیر و نگهداری و خدماتی موثر، سطح دیگری از سود را به همراه دارد.
ضرورت استفاده از دستگاه ارتعاش در کولینگ تاورها
از تجربیات به دست آمده، محققین توصیه می کنند حداقل یک سنسور لرزش را روی جعبه دنده و / یا بلبرینگ فن نصب کنید. موقعیت های نصب سنسور در نمودارهای زیر نشان داده شده است:
در فن های محرک گیربکس دار، جمع آوری داده های ارتعاش از موتور و گیربکس ترجیح داده می شود. در یک فن محرک با تسمه، مکان های جمع آوری اطلاعات ارتعاشات بر روی یاتاقان بلوک بالش داخل فن کولینگ تاور، یاتاقان داخلی موتور و یاتاقان های واسطه بر روی شفت فن قرار دارد.
برج های خنک کننده معمولاً در محیط های سخت کار می کنند. شرایط سخت نیاز به دستگاههای ارتعاشی قابل اطمینان دارد تا عملکرد عملیاتی حیاتی آنها را تضمین کند. برای تضمین دقت برتر و کیفیت بالا در خروجی سیگنال لرزش، یک طراحی و مونتاژ قوی نیز لازم است.
محصول پر فروش مهتاب گستر : فن کویل
علاوه بر خروجی 4-20 میلی آمپر، سوئیچ برای هشدار و خاموش شدن خودکار و سیگنال خام برای نظارت، دستگاه لرزش لازم است تا بسیاری از ویژگی های مناسب در یک برج برج خنک کننده را در خود داشته باشد:
- مقاومت آب
- مقاومت در برابر خوردگی
- دامنه فرکانس گسترده
- دامنه دمایی
- مصوبات منطقه پرخطر
- آستانه های لرزش قابل تنظیم
سوئیچ ارتعاشی با قابلیت تنظیم آسان
در برنامه های برج خنک کننده، داشتن یک دستگاه ارتعاش شامل تمام توابع و ویژگی های مورد نیاز در یک بسته مطلوب است. در دسترس بودن بسیاری از گزینه های دیگر باعث می شود که این محصول حتی برای کاربران برج خنک کننده بسیار متنوع، موثر و جذاب باشد.
1- 4-20 میلی آمپر خروجی ، برای روند و هشدار سریع.
2- سوئیچ های دو کانال، برای زنگ هشدار و خاموش شدن.
3- خروجی سیگنال ارتعاش خام، برای تجزیه و تحلیل سیگنال.
4- قابلیت تنظیم نرم افزار برای سوئیچ.
- تأخیر راه اندازی.
- سطح و تأخیر کانال مستقل.
- عملکرد سوئیچ اتصال دهنده و غیر قفل شونده.
- زبان انگلیسی و واحد انتخاب متریک.
5- متریال فولاد ضد زنگ 316 ، برای دوام.
6- تطبیق پذیری سفارش کارخانه:
- دامنه مقیاس کامل
- سایز داربست
- فیلتر عبور کم و زیاد
- گواهینامه منطقه خطرناک
- نوع اتصال
لرزش یک پدیده مشترک در هر ماشین چرخشی است. اندازه گیری ارتعاش بهترین روش برای محافظت از دستگاه در بسیاری از صنایع است. یک سوئیچ لرزش جمع و جور با یک فرستنده 4-20 میلی آمپر و قابلیت داده پویا یک راه حل انعطاف پذیر و اقتصادی را فراهم می کند تا متناسب با کاربردهای متنوعی در صنعت برج خنک کننده باشد.
قابلیت انعطاف پذیری گسترده و قابلیت تنظیم زمینه بصری به کاربران کولینگ تاور مختلف کمک می کند تا نیازهای منحصر به فرد خود را در محدوده وسیعی برآورده کنند.
