پایش وضعیت برج های خنک کننده

اطلاعات کلی:

برج های خنک کننده امروزه جزء حیاتی تولید در صنایع مختلف هستند. آنها در نیروگاه ها، کارخانه های شیمیایی، پالایشگاه ها، واحدهای فرآوری مواد غذایی و ساختمان های بزرگ (HVAC) استفاده می شوند. برج های خنک کننده بیشتر به عنوان مبدل حرارتی برای خنک کردن آب از دمای بالا به دمای معمولی مورد نیاز و در تجهیزات خنک کننده مستقیم برای حذف گرما از آب عمل می کنند. دو نوع فن برج خنک کننده وجود دارد. اولین نوع فن برج خنک کننده فن گیربکس محور نام دارد. این نوع فن دارای موتور در کنار سلول فن است و فن را با استفاده از شفت به حرکت در می آورد. نوع دیگر فن برج خنک کننده فن تسمه محور نام دارد. این نوع فن برج خنک کننده در داخل سلول فن نصب شده است به این معنی که هر دو جزء در جریان هوا هستند. خرابی فاجعه بار یک برج خنک کننده می تواند منجر به خرابی سایر تجهیزات، خطرات ایمنی، کاهش تولید و تعمیرات گران شود. بنابراین مهم است که آنها به طور منظم پایش(آنالیز ارتعاشات) شوند.

برج های خنک کننده از یک موتور، گیربکس، فن و شفت متصل تشکیل شده اند. گیربکس موتورها را از 1500/1800 دور در دقیقه به دور کمتر برای فن تبدیل می کند. سرعت فن بسته به قطر دارد و از کمتر از 100 دور در دقیقه تا چند صد دور در دقیقه متغیر است. بیرینگ های غلتشی استاندارد هستند و باید با استفاده از شتاب سنج های صنعتی مناسب پایش(آنالیز ارتعاشات) شوند. باید مراقب باشید که تمام کانکتورهای شتاب سنج با استفاده از گریس سیلیکون ضد آب شوند. برای سیستم های مانیتورینگ گزینه LF (فرکانس پایین) باید برای شفت سرعت پایین گیربکس انتخاب شود و فقط شتاب‌سنج‌های “X” یا افقی برای سیستم پایش وضعیت تمام وقت (محافظت) توصیه می‌شوند.

اندازه گیری لرزش برج خنک کننده:

فن های برج خنک کننده تحت شرایط بار متفاوت کار می کنند. آنها اغلب فقط در اوج بار برای دوره های کوتاه مدت کار می کنند. با تنش های مختلف در یک دوره طولانی، اجزای مکانیکی می توانند عملکرد ضعیفی ایجاد کنند که منجر به شکست می شود. مانند سایر تجهیزات دوار، خرابی بیرینگ ها و چرخ دنده ها، نامناسب بودن محورهای محرک و ارتعاش بیش از حد معمول هستند. از سوی دیگر، ساختار یک برج خنک‌کننده، جمع‌آوری داده‌های ارتعاشی روی گیربکس را بدون سنسورهای نصب شده دائمی دشوار و خطرناک می‌کند، یعنی در حالی که موتور اغلب در دسترس است، گیربکس و فن‌ها معمولاً در داخل سلول برج خنک‌کننده قرار می‌گیرند و این اجزا را غیرقابل دسترس می‌کند. در حالی که فن در حال کار است. از آنجایی که گیربکس یک نقطه خرابی معمولی است، عدم بازخورد در مورد سلامت دستگاه شما را در معرض خطر خرابی غیرمنتظره قرار می دهد. داده‌های جمع‌آوری‌شده در طی یک مطالعه موردی در یک کارخانه نشان داد که شایع‌ترین خرابی‌ها در اجزای برج خنک‌کننده مربوط به موتور (60 درصد مواقع)، گیربکس (30 درصد مواقع)، فن (دو درصد مواقع) است که با سایر اجزای برج، بقیه خرابی ها را پوشش می دهد. راه حل قدیمی شامل استفاده از کلیدهای مکانیکی لرزش بود. این دستگاه ها از کلیدهای مکانیکی مبتنی بر فنر و آهنربا برای خاموش کردن فن در صورت وجود دامنه ارتعاش بالا استفاده می کردند. قابلیت اطمینان به دلیل محیط های سخت برج خنک کننده، به ویژه در کاربردهای حیاتی، با سوئیچ های مکانیکی به یک مشکل تبدیل می شود. در واقع مانند هر برنامه دیگری، برج های خنک کننده مشکلات کاربردی خاص خود را دارند که می توان به صورت زیر خلاصه کرد:

• تاثیر انعطاف پذیری برج بر دامنه ارتعاشات
• مقادیر ارتعاشی بالا در هنگام راه اندازی
• استفاده از گیربکس های پیچیده کاهش سرعت (1500/120 RPM)
• تأثیر سلول های همسایه بر اندازه گیری، یعنی سلول شروع 2 ممکن است سلول 1 را خاموش کند.
• تجمع آب در تیغه ها و خوردگی ناشی از PH و محیط های اسیدی
• فن های معکوس در آب و هوای سرد
• اغلب فواصل زیادی تا اتاق کنترل دارند
• عدم دسترسی آسان به گیربکس ها و یاتاقان های فن برای تجزیه و آنالیز ارتعاشات با دستگاه های پرتابل آنالیز ارتعاشات

تشخیص ارتعاش برج خنک کننده:

مانیتورینگ ارتعاشات یک هشدار اولیه حیاتی ارائه می‌دهد و مهندسان را قادر می‌سازد تا قبل از ایجاد هر گونه آسیب قابل توجهی اقدام کنند. دسترسی به داده‌های پیوسته و آنالیز ارتعاشات آنلاین به شما امکان می‌دهد تا مشکلات را قبل از اینکه منجر به خرابی شوند، شناسایی کنید و بینشی در مورد سلامت گیربکس‌ها و موتورهای برج خنک‌کننده ارائه دهید. هشدارهای ارتعاشی درباره مشکلات پیش رو هشدار می دهند و امکان بررسی بیشتر برای شناسایی و تشخیص عیب را فراهم می کنند تا بتوان تعمیر و نگهداری را برنامه ریزی کرد. اندازه گیری ارتعاش و دما منجر به شناسایی و تشخیص تعدادی از خرابی مکانیکی می شود مانند:

• نا بالانسی
• نفوذ آب
• عدم همراستایی شفت
• خرابی بیرینگ های غلتشی
• شکستگی دندانه های چرخ دنده
• رزونانس
• عدم الاینمنت چرخ دنده های
• شفت خم شده
• کوپلینگ های آسیب دیده
• مشکلات روانکاری
• لقی ساختاری و مکانیکی

استاندارد و نمودار هشدار:

چندین استاندارد بین المللی مانند ISO 14694 یا (Cooling Technology Institute) برای اندازه گیری و تجزیه و تحلیل ارتعاشات برج خنک کننده ایجاد شده است. سطوح ارتعاش مجاز برای برج های خنک کننده در تصویر زیر از فصل 10 کتابچه راهنمای برج خنک کننده، منتشر شده توسط موسسه برج خنک کننده، هیوستون، تگزاس، 90 فوریه اقتباس شده است.

نصب:

متداول ترین موقعیت هایی که برای پایش وضعیت وجود دارد عبارتند از:

موتور: انتهای درایو (DE) و انتهای غیر محرک (NDE) که در آن سنسور را به صورت شعاعی برای پایش وضعیت موتور نصب خواهید کرد.

گیربکس: شفت ورودی و خروجی سنسور به صورت شعاعی نصب می شود. این امکان را فراهم می کند که وضعیت بلبرینگ و فن خارج از بالانس (سرعت) پایش شود. یک شتاب سنج محوری اختیاری بر روی شفت ورودی می تواند نشانه خوبی از رانش روی شفت باشد.