پروژه تامین، نصب و راه اندازی سیستم اندازه گیری ارتعاشات ۱۲ کولینگ تاور پتروشیمی بسپاران

• مقدمه:

امروزه صنعتگران و صاحبان صنایع با گذر از روش های سنتی و هزینه بر در تعمیرات و نگهداری، به روش های مدرن و صرفه جویانه روی آورده اند. کاهش هنگفت سود کارشناسان تعمیرات را بر آن داشت تا دست به تدوین روش های نوین تعمیرات و نگهداری بزنند و اکنون پس از آزمایش چندین روش مختلف  تعمیرات و نگهداری ، کارشناسان تعمیرات و نگهداری به این نتیجه رسیده اند که روش های نگهداری برپایه شرایط ( Maintenance Condition Based ) یا به اختصار CBM کارآمدترین روش برای مراقبت از سلامت دستگاه است. از این نوع تعمیرات به عنوان تعمیرات پیشگویا نه نیز یاد می شود .

مونیتورینگ و مراقبت رفتار ماشین در بازه های زمانی تعیین شده (روش مراقبت off-line) یا به صورت مداوم و پیوسته (روش مراقبت on-line) از ابزارهای مهم تعمیرات پیشگویانه است  زیرا اطلاعات سودمندی از وضعیت دستگاه را در اختیار ما قرار می دهد . از جمله تکنیک های مراقبتی رایج می توان به مراقبت وضعیت ارتعاشی و آنالیز ارتعاشی ، آنالیز روغن ، مراقبت عملکرد پروسسی (Performance) ، مراقبت و آنالیز صدا ، آنالیز جریان الکتریکی، ترموگرافی و مراقبت خوردگی اشاره کرد . از میان تکنیک های ذکر شده، مراقبت وضعیت ارتعاشی و آنالیز آن به لحاظ داشتن قابلیت کشف حدود 85% از عیوب ماشین آلات، نسبت به سایر تکنیک ها دارای برتری است. شیوه کار بدین شکل است که بروز عیب و ایجاد نیروهای تحریک، تعادل نیروهای وارده به دستگاه را بر هم می زند و در نتیجه ایجاد ارتعاش می نماید. لذا ارتعاشات یکی از پارامترهای مهم تصمیم گیری در بازه وضعیت ماشین آلات و تحلیل وضعیت آنها است .

بدین منظور از سنسورهای مختلف ارتعاشی از جمله سنسورهای شتاب سنج Accelerometer)) و سنسورهای جریان گردابی ( Eddy current ) جهت اندازه گیری مقادیر ارتعاشات ماشین های مختلف و دستگاههای مراقبتی و محافظتی و همچنین آنالایزرها برای ثبت و تحلیل مقادیر ارتعاشی و ارسال دستورات آلارم و خاموشی استفاده می شود. در مرحله نخست بر اساس میزان کلی (overall) ارتعاشات هر نقطه و بر اساس استانداردهای معین می توان مشخص کرد که دستگاه در یکی از وضعیت های مطلوب (Good) نزدیک به خطر (Fair) و مرحله خطر (Rough) قرار دارد .

در مرحله ی دوم طیف های ارتعاشی که با پردازش سیگنال های دریافتی از سنسورهاحاصل می شوند را  می توان بر طبق قوانین خاص عیب یابی ارتعاشی مورد آنالیز قرار داد و نوع خرابی و علت آن را تشخیص داد.

در همین راستا شرکت پایش بسامد اوکسین توانسته تا با بکارگیری متخصصین مجرب به عنوان یکی از تولید کنندگان داخلی اقدام به طراحی و ساخت تجهیزات مانیتورینگ ارتعاشات بصورت آنلاین و آفلاین نمایند . از آنجا که بکارگیری این گونه تجهیزات در راستای اهداف تعمیرات و نگهداری ماشین آلات دوار در چند سال گذشته منوط به استفاده از تجهیزات خارجی Bently Nevada بوده است . حصول به تولید این محصولات در داخل کشور گامی در راستای خودکفایی و همچنین صرفه جویی در هزینه های هنگفت خریداری این تجهیزات محصوب می شود . از دیگر نکات حائز اهمیت در بکارگیری تجهیزات تولیدی شرکت پایش بسامد اوکسین ارائه خدمات پس از فروش می باشد که بالطبع در گذشته و با وجود خرید خارجی میسر نبوده است.

• پیشنهاد فنی برای مانیتورینگ آنلاین ارتعاشی پتروشیمی بسپاران

در این پروژه کارشناسان پتروشیمی بسپاران، خواستار راه حل فنی در خصوص مانیتورینگ آنلاین ارتعاشی تجهیزات دوار خود شده اند. این تجهیزات شامل 12 دستگاه کولینگ تاور می باشد، کولینگ تاورهای مذکور از سه بخش موتور، گیربکس و فن تشکیل شده است.

مطابق مذاکرات انجام شده با کارفرما، اختصاص یک سیستم به کولینگ تاورهای مذکور به نحوی که امکان داده برداری توسط دستگاه پرتابل اندازه گیری ارتعاش از خروجی های بافر شده این سیستم فراهم شود، مد نظر قرار گرفته است. لذا شرکت پایش بسامد اوکسین پیشنهاد خود را که استفاده از یک BNC Connection Box می باشد، به  کارشناسان فنی آن مجموعه ارائه می نماید.

در بخش اول، نوع و نحوه سنسورگذاری بر روی فن های کولینگ تاور مورد بررسی قرار خواهد گرفت و در ادامه، پیشنهاد به صورت مجزا به همراه نحوه مانیتورینگ  شرح داده می شوند.

• نوع و نحوه سنسورگذاری

همانطور که در بخش قبل گفته شد، کولینگ تاورهای پتروشیمی بسپاران از سه بخش موتور، گیربکس و فن تشکیل شده است. نوع سنسورهای پیشنهادی درهر پروژه با توجه به نوع بیرینگ های موجود (غلتشی) و همچنین شرایط دمایی عملکرد ماشین و محیط تعیین می گردد. لذا باتوجه به عوامل مذکور و طبق استاندارد API670، سنسورهایی که در این پروژه جهت مانیتورینگ تجهیزات دوار مورد استفاده قرار میگیرند، از نوع شتاب سنج خواهند بود. مدل سنسورهای شتاب سنج از برند شرکت CTC آمریکا در نظر گرفته شده است، که مشخصات آن به پیوست این پروپزال ارائه می گردد. نحوه قرار گیری سنسورهای شتاب سنج در بخش های مختلف یکی از  کولینگ فن ها به شرح زیر می باشد:

1. یک عدد سنسور شتاب سنج در راستای شعاعی و در جهت افقی بر روی بیرینگ سرابتدایی گیربکس
2. یک عدد سنسور شتاب سنج در راستای شعاعی و در جهت عمودی بر روی بیرینگ سرابتدایی گیربکس
3. یک عدد سنسور شتاب سنج در راستای شعاعی و در جهت افقی بر روی بیرینگ سرانتهایی گیربکس
4. یک عدد سنسور شتاب سنج در راستای شعاعی و در جهت عمودی بر روی بیرینگ موتور

با عنایت به آنچه که در بالا گفته شد، در مجموع جهت مانیتورینگ آنلاین ارتعاشی کلیه نقاط مذکور بر روی یکی از کولینگ تاور ها به 4 عدد سنسور نیاز خواهد بود. بنابراین با توجه به تعداد کولینگ تاور ها (12 دستگاه)، 48 عدد سنسور شتاب سنج در این پروژه مورد نیاز می باشد.

لازم به ذکر است جهت نصب سنسورهای شتاب سنج (افقی یا عمودی)، با توجه به شرایط نرمال عملکرد ماشین تعیین خواهد گردید. بدین صورت که سنسورها در جهتی نصب خواهند شد که آن جهت در عملکرد بدون عیب ماشین از ارتعاشات بالاتری برخوردار باشد.

نحوه نصب سنسورهای شتاب سنج بر روی قسمت های مختلف ماشین استفاده ازMounting  خواهد بود ، بدین ترتیب که سنسور بوسیلهStud  بر روی Mounting  نصب خواهد شد و Mounting طی عملیاتی به وسیله چسب مخصوص(با عملکرد بسیار عالی همانند جوش) بر روی محفظه بیرینگ قرار خواهد گرفت و در نهایت  سنسورهای شتاب سنج بر روی Mounting  نصب خواهند شد.

 پیشنهاد استفاده از BNC Connection Box و مبدل

در این پیشنهاد فنی، اختصاص باکسی با خروجی های BNC Buffer بررسی می گردد. خروجی سنسورهای شتاب سنج نصب شده برروی قسمت های مختلف کولینگ تاورها پس از عبور از مسیرهای مشخص شده، به BNC Connection Box انتقال می یابد. این انتقال دیتا هیچگونه تغییراتی  درسیگنال اصلی ایجاد نمی نماید.

نحوه طراحی این باکس ها بگونه ایست که دارای 8 خروجی BNC میباشد. که این کانکشن باکس ها در کنار هر کولینگ تاور نصب خواهند. بنابراین با توجه به تعداد کولینگ تاورهای آن مجموعه (12 دستگاه) به 12 عدد BNC Connection Box نیاز می باشد.

بدین ترتیب بواسطه قرارگیری این باکس، تیم CM قادر خواهد بود تا با اتصال دستگاه پرتابل به خروجی بافر شده متناظر با هر سنسور به دیتای مربوطه دسترسی یابد.

همچنین جهت انتقال دیتا به اتاق کنترل نیاز به تجهیزی می باشد که بتواند خروجی ولتاژ 100mv/g را تبدیل به جریان 4 تا 20 میلی آمپر نماید که برای هر سنسور یک مبدل درنظر گرفته خواهد شد.