Protección de torres de enfriamiento con sensores de vibración
La importancia de la disponibilidad de la torre de enfriamiento
La presencia de torres de enfriamiento es cada vez más común en una amplia gama de industrias. Independientemente del tamaño, tipo o configuración de las torres de enfriamiento, hay un único denominador común: deben estar disponibles de inmediato. Este requisito exige que se implementen los procedimientos más eficaces de control de estado y mantenimiento del sistema.
En el corazón de cada torre de refrigeración hay un gran sistema de ventiladores que proporciona aire forzado a los intercambiadores de calor. Este sistema normalmente comprende uno o más ventiladores giratorios, cada uno de los cuales suele tener varios metros de diámetro, junto con motores de accionamiento, cajas de cambios y los mecanismos de control y varillaje asociados.
Casi todos estos componentes tienen piezas móviles que deben instalarse y alinearse correctamente para garantizar un funcionamiento fiable y continuo. Con el tiempo, están sujetos al desgaste normal y a la exposición a una amplia gama de condiciones ambientales que pueden aumentar significativamente el riesgo de fallo.
El seguimiento del estado de estos sistemas críticos es fundamental para mantener la disponibilidad y el tiempo de actividad. Aquí es donde la monitorización de las vibraciones de todas las piezas giratorias desempeña un papel principal.
Opciones de monitoreo para torres de enfriamiento
Las opciones de monitoreo dependen extremadamente de la criticidad de la aplicación y del presupuesto disponible. La instalación de una mayor cantidad de sensores puede proporcionar información adicional, pero los componentes clave siguen siendo los conjuntos del motor y la caja de engranajes.
Se pueden instalar sensores de vibración para todas estas aplicaciones, y seleccionar el sensor correcto es de suma importancia.
Dentro de la gama de sensores de vibración de Hansford Sensors, se han diseñado modelos específicos para soportar las condiciones potencialmente adversas presentes en las torres de refrigeración. Estos sensores también ofrecen el rango de frecuencia requerido para adaptarse a la aplicación. Algunas aplicaciones se designan como intrínsecamente seguras y hay productos certificados disponibles para estos entornos.
Ubicaciones de montaje para sensores de vibración
Las posiciones más comunes para monitorizar son:
Lado de accionamiento del motor y lado opuesto al accionamiento, donde el sensor se monta radialmente para monitorear la condición de los cojinetes del motor, medida en g.
Ejes de entrada y salida de la caja de engranajes, donde el sensor se monta radialmente. Esto permite supervisar el estado de los rodamientos medido en g y el desequilibrio del ventilador medido en velocidad. Un acelerómetro axial opcional en el eje de entrada proporciona una buena indicación del empuje en el eje.
Monitoreo de vibraciones fuera de línea
En una situación ideal, el monitoreo en línea es siempre preferible. Sin embargo, cuando existen limitaciones presupuestarias, las técnicas de monitoreo fuera de línea se utilizan ampliamente en las torres de enfriamiento.
Con los sensores instalados como se describe y según la accesibilidad, se puede instalar una caja de conexiones local cerca del motor. A continuación, se proporciona un cable multiconductor de pares trenzados con pantalla para conectar la caja de conexiones a un conmutador o a una caja de conexiones. En algunas aplicaciones, el cable del sensor se conecta directamente a la caja del conmutador.
La caja del interruptor es una caja industrial diseñada para soportar condiciones severas. Está disponible en varios materiales según los requisitos ambientales, incluidos acero dulce, acero inoxidable y policarbonato.
A continuación, se puede conectar un colector de datos disponible en el mercado a la caja del interruptor, alimentar los sensores y recopilar los datos de vibración.
Monitoreo de vibraciones en línea
Utilizando la configuración sin conexión descrita anteriormente o, en algunas instalaciones de bajo costo, sensores de 4 a 20 miliamperios, las salidas se pueden conectar a sistemas de protección, monitoreo o PLC.
En la configuración más simple, de cuatro a cinco acelerómetros de 4 a 20 miliamperios, escalados en g o velocidad según los parámetros requeridos, se instalan como se detalló anteriormente.
Cada sensor está conectado a una caja de conexiones local, con un cable multipar apantallado de pares trenzados que conecta la caja al sistema PLC para la realización de tendencias y alarmas.
En aplicaciones que requieren un análisis más detallado, se pueden instalar módulos de vibración con filtros específicos adaptados a las características de la torre de enfriamiento. Estos sistemas utilizan acelerómetros de CA, cajas de conexiones y cables multipolares, que terminan en un gabinete industrial que alberga los módulos de vibración.
Los módulos de vibración acondicionan las señales del acelerómetro para proporcionar salidas de estado de rodamientos o de velocidad según sea necesario.
El sistema también permite conectar un recolector de datos para un análisis más detallado, con salidas conectadas a un PLC para el seguimiento y la monitorización.
En las aplicaciones donde no se dispone de un PLC, la configuración se puede ampliar para incluir pantallas locales y funciones de disparo para proteger y apagar las torres de enfriamiento si es necesario.
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