خدمات پایش وضعیت

درباره ما

پایش وضعیت[1] قسمت اصلی نگهداری و تعمیرات در صنایع است. رویکرد یکپارچه به موضوع نگهداری و تعمیرات بر اساس وضعیت[2] یا نگهداری و تعمیرات پیش گویانه[3] داری منافع و مزایای بسیاری است. از جمله جلوگیری از بروز خطای ناخواسته در سیستم، کاهش زمان و هزینه تعمیرات و … که باعث شده در صنایع مهم از جمله نیروگاهها مورد توجه قرار گیرد. ار تکنیکهای پایش وضعیت در تجهیزات الکتریکی می توان به آنالیز ارتعاشات، آنالیز جریان، آنالیز دما و آنالیز روغن اشاره کرد. مزیت بزرگ ترموگرافی نسبت به ابزارهای سنتی اندازه گیری دما، نمایش طیف حرارتی است. با استفاده از این طیف می توان توزیع دما روی سطح را بصورت یکپارچه مشاهده نمود و خیلی سریع محل عیب را تشخیص داد. از دیگر مزایا عدم نیاز به بی برق کردن تجهیزات مهم جهت تشخیص خطا است. مزیت دیگر جلوگیری از کاهش عمر تجهیزات است، از آنجا که طبق فرمول آرهنیوس رابطه دما و کاهش عمر بصورت نمایی است. پایش پیوسته دمایی تجهیزات و اقدام در جهت رفع عیوب جزئی و کاهش دمای تجهیزات، می تواند باعث افزایش عمر گردد.

شرکت مدیریت تولید برق طوس سابقه 35 ساله در زمینه تعمیرات و نگهداری نیروگاهی دارد که در کنار تعمیرات EM تعمیرات CM نیز در دستور کار می باشد. یکی از روشهای پایش وضعیت تجهیزات الکتریکی ترموگرافی است که بصورت کاملا حرفه ای با دوربین پیشرفته انجام می شود.

[1] Condition monitoring
[2] Condition based maintenance(CBM)
[3] Predictive based maintenance

تکنیک آنالیز ترموگرافی به طور کلی در پایش وضعیت الکتروموتورها، ترانس های قدرت و توزیع، سوئیچگیرها، بریکرها، تابلوها و پانل‌های الکتریک و ابزار دقیق، باتری‌ها، شارژرها، اینورترها و . . . به منظور دست یابی به ، وضعیت بیرینگ‌ها و سیستم خنک کاری الکتروموتورها، ارزیابی وضعیت اتصال ناقص در ترمینالها و اتصالات، جریان نامتعادل، جریان زیاد، نقطه داغ ناخواسته در سوئیچگیرها و ترانسفورماتورها و تابلوها و تشخیص سلولهای سوخته در باتری خانه ها
در ادامه برخی تجربیات در این زمینه آورده شده است.

موتورهای الکتریکی

الکتروموتورها یکی از تجهیزات پرکاربرد واحدهای صنعتی از جمله سیکل بخار می باشد. عیب یابی و رفع عیب به موقع آنها نقش اساسی در پایایی واحدها خواهد داشت. در بحث پایش وضعیت الکتروموتورها، روشهای مختلفی وجود دارد از جمله اندازه گیری لرزش، ترموگرافی، اندازه گیری صوت و آنالیز جریان که هر کدام تعدادی از عیوب را مشخص می کند. از آنجا که الکتروموتور یک وسیله الکتریکی-مکانیکی است بسیاری از عیوب مکانیکی توسط اندازه گیری لرزش قابل تشخیص است. همچنین برخی عیوب الکتریکی توسط آنالیز جریان (CSA) قابل تشخیص می باشد. علاوه بر این روشها، ترموگرافی نیز بعنوان روشی دیگر برای تشخیص عیوبی که ایجاد حرارت در سطح موتور می کند کاربرد دارد. به کمک ترموگرافی می تواند نا هم راستایی، مشکل در بلبرینگ، عدم خنک کنندگی و … در موتور تشخیص داده شود. هیچ کدام از روشهای عیب یابی، روش کاملی برای تشخیص تمام عیوب الکتروموتور نیستند و به تنهایی کارساز نمی باشد. همچنین تصمیم گیری فقط با اتکا به یک روش صحیح نیست و بهتر است از چند روش در کنار همدیگر استفاده شود.

بر اساس تجربه طیف نرمال برای الکتروموتورهای 400 ولت مانند شکل 1 است که نقطه داغ وسط الکترموتور قرار دارد و پروفایل خط فرضی A که در طول الکتروموتور کشیده شده است بعنوان مرجع در نظر گرفته می شود.

شکل 1: یک نمونه طیف دمای الکتروموتور سالم و پروفایل دمایی خط فرضی

مشاهده می­شود در این پروفایل انتهای موتور دمای کمتری دارد و به مرور دما افزایش پیدا می کند و به حداکثر می رسد سپس با حرکت به سمت کوپلینگ دما کاهش پیدا می کند. تلفات الکتریکی الکتروموتور که شامل تلفات فوکو هیسترزیس هسته و تلفات مسی سیم پیچ می باشد بصورت طبیعی باعث گرم شدن وسط الکتروموتور می گردد در صورت عیب مکانیکی یا خرابی بلبریگ طیف نرمال معرفی شده تغییر کرده و گرمای موضعی در محل خطا ایجاد می شود، مقدار دمای نقطه داغ و محل آن نشان دهنده نوع عیب می باشد. همچنین اگر فن الکتروموتور دچار مشکل شود نقطه داغ به سمت انتهای الکتروموتور متمایل خواهد شد و متوسط دمای کل سطح موتور افزایش پیدا خواهد کرد.

باید توجه شود که طیف دمایی به تنهایی کارساز نیست و مقدار حداکثر دما نیز ملاک عمل می باشد. به این صورت که ممکن است طیف دمایی طبیعی نباشد اماحداکثر دما زیر مقدار مجاز باشد، بدیهی است در این شرایط نیاز به اقدام فوری نمی­باشد. در استانداردها مقدار حداکثر دمای موتور با توجه به کلاس عایقی مشخص شده است. در جدول 1 مقادیر دمای مجاز طبق استاندارد IEC برای کلاسهای عایقی مختلف بیان شده است. همچنین استاندارد NEMA[1] جدول شماره 2 را معرفی کرده است. در این جدول مقادیر بصورت مقایسه ای بیان شده است.

این نکته ضروری است که دمای سطح اندازه گیری شده روی سطح است و با تبدیلهایی دمای داخل هسته و سیم پیچها قابل محاسبه است.

جدول1: مقادیر مجاز دمای الکترموتور  IEC
(حداکثر دما/افزایش دما/دمای محیط)

جدول2: استاندارد NEMA برای مقایسه دما در تجهیزات الکتریکی

شکل 2 یک نمونه الکتروموتور که دارای نقطه گرم در بلبرینگ طرف کوپلینگ است نمایش داده شده است. پروفایل خط A نسبت به الگوی معرفی شده انحراف دارد همچنین حداکثر دما نیز نزدیک مقادیر مجاز استاندارد است. لذا الکتوموتور زیر از محل بلبرینگ الکتروموتور سمت فن معیوب می باشد و نیاز به بازدید و سرویس دارد.

شکل 3 یک نمونه دیگر الکتروموتور که دارای دمای بالا و طیف دمایی غیر طبیعی می باشد نمایش داده شده است. حداکثر دمای 80 درجه سانیت گراد ثبت شده است که با در نظر گرفتن 20 درجه بیشتر نزدیک محدوده غیر مجاز می باشد. در این نمونه روغن از گیربکس به داخل الکتروموتور نفوذ کرده و باعث گرمای الکتروموتور شده است. این عیب توسط اندازه گیری لرزش مشخص نشده است و جزو عیوبی است که فقط با ترموگرافی مشخص می گردد.

از دیگر کاربردهای ترموگرافی، تست وضعیت هسته الکتروموتورهاست (تست ELCID). در صورت صدمه به هسته شار بصورت موضعی تغییر کرده و تلفات هسته زیاد خواهد شد و در نقطه خطا دمای موضعی ایجاد می شود. در شکل زیر یک نمونه هسته معیوب مشاهده می شود. انجام این تست روی الکتروموتورهای تعمیری ضروری است.

ترانسفورماتورها

ترموگرافی عیوبی از ترانسها را که ایجاد حرارت در سطح ترانس می کند نشان می­دهد. از جمله این عیوب مشکل در سیستم خنک کن، مشکل در اتصالات الکتریکی و نقطه داغ ناخواسته می باشد. از جدول 2 در مورد ترانسها نیز می توان استفاده کرد به این صورت که نقاط همسان در ترانسهای مشابه (مثلا ترانسهای خروجی واحد) در شرایط بار یکسان ترموگرافی می گردد و بر اساس مقایسه و با معیار جدول 2 اقدام لازم صورت می گیرد. ترانسها و اتصالات فشار قوی نیز مانند سایر تجهیزات مهم در برنامه ترموگرافی قرار دارد. در ادامه در شکل 5 یک نمونه ترانس فشار قوی که دارای طیف حرارتی نرمال است مشاهده می گردد.

در این شکل قسمت پایین کولر سمت چپ دمای کمتری نسبت به قسمت بالای کولر دارد و نشان می دهد خنک کنندگی روغن به درستی در حال انجام است. در کولر سمت راست قسمتی از رادیاتورها دمای کمتری دارد و نشان دهنده عیب در پره ها می باشد که در اولین توقف باید مورد بازبینی و رفع عیب قرار گیرد.

در شکل 6 طیف حرارتی ترانس قدرت دیگری نمایش داده شده است که در اتصالات خروجی یکی از بوشینگها دارای نقطه داغ غیر طبیعی می باشد. از آنجا که این نقطه داغ اختلاف دمای زیادی نسبت به قسمتهای مشابه در فازهای دیگر دارد همچنین دمای بالاتر از 100 درجه سانتی گراد نشان دهنده عیب در آن نقطه می باشد و نیاز به پیگیری در اولین فرصت دارد.

اتصالات بریکرها

از موارد دیگر که در برنامه ترموگرافی قرار دارد بریکر ها است. استاندارد جدول زیر را برای حداکثر دما در بریکرها معرفی کرده است.

در شکل 4 ترموگرافی یک نمونه بریکر معیوب که دارای دمای 92 درجه سانتیگراد در نقطه داغ است آورده شده است. در ادامه بریکرهای دیگر نیز ترموگرافی گردید و مشاهده گردید حداکثر دمای بریکر مذکور نسبت به سایر بریکرهای مشابه بالاتر می باشد. لذا بریکر مذکور جهت بازدید و سرویس از مدار خارج گردید.

اتصالات و اِلمانهای تابلوها و کابینها:

از دیگر کاربردهای ترموگرافی عیب یابی تابلوها و کابینهای فشار ضعیف و متوسط می­باشد. از آنجا که در زمانی که تابلو برقدار است امکان نزدیک شدن وجود ندارد، یکی از روشهای مناسب برای تشخیص محل دقیق خطا و کاهش زمان تعمیرات، ترموگرافی می باشد. بهترین روش برای تعیین شرایط نامطلوب مقایسه با یک حالت پایه است به این صورت که یک طیف مناسب بعنوان شرایط عادی وجود داشته باشد که عکسهای گرفته شده با آن شرایط پایدار مقایسه گردد. این حالت پایه می تواند مربوط به همان تابلو در زمان عادی باشد یا تابلوهای مشابه با شرایط بار مشابه باشد. در شکل 5 یک تجربه عملی از تابلویی می باشد که 5 کابین مشابه مقایسه شده اند. علاوه بر مقایسه، مقدار دمای نقطه داغ نیز معیار می باشد. جدول زیر بعنوان مقدار دما و اقدام مرتبط با هر بازه دمایی پیشنهاد شده است. در شکل 5 دمای نقطه داغ کابین شماره 2 از موارد مشابه حدود 20 درجه بیشتر است همچنین دمای نقطه داغ داخل کابین حدود 100 درجه بود.

در تصویر زیر یک نمونه اتصال ناقص در خروجی تابلوها آورده شده که باعث گرمای موضعی شده است.

باطریها

از دیگر تجهیزات مهم مجموعه باتری ها است. از آنجا که باتری ها مدام در مدار است و به ندرت از مدار خارج می گردد پایش آنلاین آنها نیز ضروری می باشد. از دیگر قابلیتهای ترموگرافی تشخیص عیوب مجموعه باتری خانه است. عیوب قابل تشخیص شامل عیب در اتصالات و عیب در سلولها است. استاندارد IEEE دمای 1-2 درجه سانتی گراد بالاتر از دمای محیط را بعنوان شرایط غیر طبیعی تلقی کرده است. شکل 8 یک نمونه ترموگرافی سلول معیوب را نشان می دهد. همانطور که در شکل نیز مشخص است اختلاف دمای سلول معیوب بیشتر از 10 درجه سانتی گراد است.

کانال کابلها

از دیگر موارد که ترموگرافی بسیار مفید است ترموگرافی کانال کابلهاست. با توجه به اینکه معمولا کانال کابلها کمتر مورد توجه قرار می گیرد و در صورت اتفاق باعث آسیب های گسترده و آتش سوزی خواهد شد پیشنهاد می شود بصورت دوره ای ترموگرافی انجام شود. شکل 9 یک نمونه ترموگرافی کانال کابلها نشان داده شده است.

پیشنهاد می شود ترموگرافی تجهیزات الکتریکی حداقل سالی یکبار انجام شود.

 

[1] National electrical manufacturers association

پایش متغیرهای دود خروجی دودکش در واحدهای صنعتی و نیروگاه ها

در واحدهای صنعتی و نیروگاهها، دود خروجی به طور منظم پایش شده و متغیرهای دود خروجی شامل SOx، NOx، O2، CO2، CO و … در بازه های زمانی مشخصی اندازه گیری می شود و با توجه به نتایج اندازه گیری، وضعیت احتراق تحلیل می گردد. به عنوان مثال، در این خصوص به موارد ذیل می توان اشاره نمود.

الف) با اندازه گیری CO و CO2، احتراق ناقص در بویلرها مشخص می شود و این نتایج به تنظیمات دمپرهای دود و هوای مشعلها کمک شایانی می نماید.

ب) NOx و SOx و CO2 از آلاینده های اصلی صنایع هستند و با سنجش دوره ای آنها، تلاشهای لازم جهت بهبود شرایط احتراق و کاهش آلاینده ها شامل تنظیم مجدد ترکیب سوخت و هوای مشعلها و احتراق با هواي بهینه (به منظور كاهش CO و NOx)  انجام می شود.

ج) در صنایع، با سنجش اکسیژن خروجی از دودکش، وضعیت هوای اضافی ورودی به مشعلها بررسی می گردد و این نتایج به تنظیمات کنترل کننده های اکسیژن کمک می نماید.

د) در نیروگاه های بخار، با سنجش و پایش میزان اکسیژن خروجی از دودکش، میزان نشتی هوا در ایرهیترها مشخص می شود. این نتایج به تنظیمات مربوط به ایرهیترها و سیلهای آنها کمک می نماید که در نتیجه فلوی هوای احتراق و راندمان افزایش یافته و توان مصرفی اف دی فنهای بویلر کاهش می یابد.

دستگاه آنالایزر دود  TESTO 350 از کاملترين انواع آنالايزرهاي گازهاي خروجي از دودکش مي باشد که کارایی، دقت و پایداری زیادی دارد و می تواند گازهاي مختلف خروجی از دودکش را اندازه گيري کند. این دستگاه در سیستم های احتراق نیروگاه ها، انواع بویلرها و مشعلها، پلنت های صنعتی و … استفاده می شود و به گونه طراحي شده که با انتخاب پروب مناسب بتوان ميزان گازهاي خروجي از دودکش را تا دماي 1800 درجه سانتيگراد اندازه گيري نمود. نمونه ای از دستگاه آنالیز دود در شکل 1 آورده شده است و شامل بخش های مختلفی است که در ادامه، برخی از کاربردهای آنها ارائه شده است:

   الف – Analysis box

  • اندازه گيري گازهايO2 , CO, NO, NO2, SO2، HC، H2S, CO2 و دما و محاسبه هواي اضافه
  • داراي واحد آماده سازي گاز جهت کندانس گاز خروجي و جذبH2O
  • محاسبه نقطه شبنم
  • دارای قابلیت Gas dilutionجهت بالا بردن رنج اندازه گيري گاز
  • فيلتر مخصوص براي پراب ها جهت اندازه گيري در محيطهاي با غبار بالا

 

   ب- Control Unit

  • قابليت برنامه ريزي براي اندازه گيري دراز مدت
  • داراي حافظه جهت ذخيره اطلاعات
  • قابل اتصال به دستگاه آنالايزر
  • دارای پرینتر در کنترل یونیت
  • نمایش همزمان 6 متغیر در صفحه نمایش
  • قابل اتصال به کامپيوتر توسط پورت سریال
  • پراب اندازه گيري دما، رطوبت، سرعت گاز، فشار، تلاطم
  • پراب اندازه گيريمتغیرهای دود
  • دارای تاچ اسکرین و قلم مربوطه

 

   پ- سنسورها :

  • سنسور الکترو شيميايي (O2 , CO, CO2, NO, NO2, SO2, HC, H2S)

 

در شکل 2 ماژولهای دستگاه نشان داده شده است:

نمونه ای از اندازه گیری متغیرهای دود خروجی در یک واحد نیروگاهی بخار نیز در جدول 1 آورده شده است:

ارتباط با ما

خدمات ترموگرافی توسط دوربین پیشرفته و تحلیل کارشناسان مجرب برای کلیه تجهیزات در تمامی شرکتهای استان خراسان قابل انجام است.

جهت اطلاعات بیشتر با

شماره مستقیم
05135421920

یا ایمیل
info@tpgm.ir

تماس حاصل فرمایید.