工厂中的机器/设备保持正常运行至关重要,尤其当工厂需要昼夜不间断运行时。计划外停机( downtime)极不可取,因为它会带来高昂且不必要的成本。因此,持续监控每台机器(尤其是关键设备)至关重要,以防止设备损坏,从而避免由此导致的(长期)计划外停机。
当存在交付义务时,这也将给公司带来额外成本。如果工厂因机器故障或损坏而无法长时间运行,公司将无法履行其交付义务。尽管需要对监测系统进行大量投资,但这可能决定是预防故障还是遭遇故障。此外,它还极大地促进了员工、工厂和环境的安全。 机器监控系统可自主运行;一旦安装完毕,无需人工干预。这确保了系统不会受到潜在人为错误的影响——而人为错误正是工业事故的主要原因之一。
示例

当涡轮机因故障进入超速状态时,若无监控系统,后果将不堪设想。当涡轮机超过最大允许转速时,监控系统必须介入并关闭涡轮机。这通常发生在触发报警阈值时,导致监控系统自动关闭涡轮机。关闭设备是防止实际事故发生的最后一道防线。 通常,在此之前还会发生其他导致涡轮机超速的故障。此类故障的例子包括轴、发电机或联轴器的问题。
独立的保护层
隔离保护层是事故发生前的最后一道防线;监控系统会自动关闭设备。延续前面的例子:燃气轮机发生超速并超过预设报警值。当转速超过每分钟最大转数时,设备会立即停机。在隔离保护层介入之前,通常会有几个先决步骤。 一个错误引发另一个错误,直至达到报警值并导致设备停机。在超速情况下,错误可能发生得如此之快,以至于工作人员根本无法及时干预。因此,配备响应时间在40毫秒内(API 670指南)的监控系统至关重要。隔离保护层绝不连接至(外部)网络,因此能够免受网络攻击的影响。
设备监测与状态监测
机器监控系统的设计旨在确保当出现危险情况时,能在必要时关闭机器。这种情况通常是由一系列错误导致的。振动测量方案可以清晰地反映机器的运行状态,通常能在达到报警值并触发机器监控系统之前采取干预措施。
示例

2009年,俄罗斯萨亚诺-舒申斯克水电站发生了一起重大事故。振动导致固定涡轮机阀门的螺栓产生金属疲劳。螺栓断裂导致阀门松动,大量高压水流涌入发电机室,造成严重破坏。当水电站的涡轮机因振动而爆炸时,共有76人遇难。 除了人员伤亡外,该水电站的发电量达6400兆瓦。作为对比,荷兰最大的发电厂(燃煤)的发电量为1560兆瓦。整个水电站的突然停运导致该地区断电。修复费用超过15亿,耗时超过5年。
由振动引起的金属疲劳本可被机器监测系统(振动监测)检测到。因此,机器监测系统(含状态监测)至关重要。尽管发生类似事件的可能性极小,但其后果却难以想象。
安全设备监测
尽管计划外的 downtime 总是令人不悦,但机器监测系统可以防止(致命)伤亡、环境损害以及工厂(和机器)受损等严重后果。 涡轮机若对振动过于敏感,其后果将不堪设想(如图1所示)。除了可能造成(致命)人员伤亡外,工厂还将遭受严重破坏,需要数月(甚至数年)才能恢复运营。这将导致严重的财务问题,并可能引发交付问题。这涉及一家负有供电义务的水力发电厂。
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