涡轮机的叶片可以达到的最大转速(rpm)是每分钟的最大转数。这个极限不能被超过,因为这会对涡轮机的结构造成过大的压力。一旦超过这个限制,就会出现超速;涡轮机每分钟的转速过高。涡轮机超速会导致非常危险的情况。这种情况会对员工、环境和工厂造成灾难性后果。超速)监控系统应在涡轮机进入超速状态之前将其关闭。
监测系统必须定期测试,以确保在需要时有足够的响应速度。这是流程工业中各种标准的规定:
这样可以防止发生(灾难性的)事故。这些测试的频率取决于应用情况,通常由制造商在系统手册中规定。然而,风险永远不可能完全消除。风险缓解是根据 ALARP 原则进行的,即在合理可行的情况下尽可能降低风险,这意味着必须在合理可行的情况下尽可能降低风险。
测试的目的是确保尽可能降低监测系统在需要干预时发生故障的可能性。这种所谓的 "按需故障概率"(PFD)应尽量降低到可接受的风险范围内。通过按预先确定的频率测试系统的安全和警报功能,公司可以证明它正在尽一切可能确保最先进的安全性。这样就能确保符合法律要求,实施尽可能多的降低风险的安全措施,并符合与机器监控相关的标准(IEC 61511、IEC 61508 和 IEC 62061)。此外,安全的工作环境还有助于形成积极的企业文化。
安全完整性等级 (SIL)
安全完整性等级(SIL)是功能安全的一部分。在 SIL 认证的监控系统中,始终要考虑最大可接受风险因素。可容忍风险的高低取决于 SIL 级别,而 SIL 级别又取决于应用。SIL 级越高,可容忍的风险就越低。然而,SIL 级并非越高越好。要保持一定的 SIL 级,必须对整个回路的功能进行测试。这可以通过进行各种验证测试来实现。
超速监控系统测试
超速监控系统的测试有多种方式。有电子超速测试和机械超速测试。电子测试比机械测试更受欢迎,主要原因有两个:
- 机械测试只能在机器离线时进行,这会产生(不必要的)高成本。电子测试允许用户在机器运行时进行测试。
- 在机械测试中,涡轮机必须实际达到超速,从而造成不安全的情况。如果超速监控系统失灵,就可能导致严重事故。南非 Duvha 发电站的情况就是如此,涡轮机在测试过程中超速,4 秒钟后爆炸(见下图)。



电子超速监控允许用户在运行期间模拟超速,从而验证涡轮机的(人为)跳闸。有一些设备可以模拟超速,对超速监控系统进行测试。
IST 101 频率发生器
IST 101 是一款紧凑型 3 通道速度校准器,由 Istec 专家开发,用于机器监控测试。该工具旨在根据现场服务工程师的意见,验证超速监控系统的功能。大多数频率发生器缺少三个通道,无法检查与超速、低速和加速度有关的所有功能,但 IST 101 支持这些功能。例如,通过各种测试功能(2oo3、3oo3 等),IST 101 可以模拟超速情况,然后测试监控系统如何响应。这样就不需要实际超速,从而避免了危险情况的发生。此外,这些测试可以在运行过程中进行,因为监控系统的反应是人为的,不会实际关闭风机。这样可以节省大量成本,使用户能够更好地控制情况,并避免危险。
IST 101 探头适配器
IST 101 探头适配器设计用于测试速度传感器。探头适配器可连接至 IST 101 频率发生器。IST 101 探头适配器可测试模拟和数字速度传感器。IST 101 探头适配器可作为 3 通道数字极轮使用。该适配器与频率发生器一起可测试整个回路(包括速度传感器)。这样就可以进行全面的验证测试,确保维持一定的 SIL 级别。它还避免了机械测试中出现的许多危险情况。与其他方法的相关风险相比,这是一项相对较小的投资。此外,频率发生器和探头适配器的便携性确保了使用的简便性。电池使频率发生器在使用期间不受电源的影响。这些工具非常节能,适合长期使用。
