진동 센싱을 통한 냉각탑 보호
냉각탑 가동률의 중요성
냉각탑의 모습은 다양한 산업 전반에서 점점 더 흔해지고 있습니다. 냉각탑의 크기, 유형, 구성에 관계없이 하나의 공통분모가 존재하는데, 바로 상시 가동 상태를 유지해야 한다는 점입니다. 이러한 요구사항은 가장 효과적인 상태 감시 및 시스템 유지보수 절차가 마련되어야 함을 의미합니다.
각 냉각탑의 중심에는 열교환기로 강제 공기를 공급하는 대형 팬 시스템이 있습니다. 이 시스템은 일반적으로 직경이 수 미터에 달하는 하나 이상의 회전식 팬으로 구성되며, 구동 모터, 기어박스, 그리고 관련 연결 장치 및 제어 메커니즘이 함께 포함됩니다.
이러한 부품의 대부분은 지속적인 신뢰성 있는 작동을 보장하기 위해 올바르게 설치되고 정렬되어야 하는 가동 부품을 가지고 있습니다. 시간이 지남에 따라 이들은 정상적인 마모와 고장 위험을 크게 증가시킬 수 있는 광범위한 환경 조건에 노출됩니다.
가용성과 가동 시간을 유지하려면 이러한 핵심 시스템의 상태를 모니터링하는 것이 필수적입니다. 바로 이 점에서 모든 회전 부품에 대한 진동 모니터링이 중요한 역할을 합니다.
냉각탑 모니터링 옵션
모니터링 옵션은 애플리케이션의 중요도와 가용 예산에 매우 크게 좌우됩니다. 더 많은 센서를 설치하면 추가적인 정보를 얻을 수 있지만, 핵심 부품은 여전히 모터와 기어박스 어셈블리입니다.
진동 센서는 이러한 모든 용도에 설치될 수 있으며, 올바른 센서를 선택하는 것이 가장 중요합니다.
한스포드 센서스(Hansford Sensors)의 진동 센서 제품군 중 특정 모델들은 냉각탑 내부에 존재할 수 있는 가혹한 환경을 견딜 수 있도록 설계되었습니다. 이 센서들은 또한 해당 용도에 적합한 주파수 대역을 제공합니다. 일부 용도는 본질 안전(intrinsically safe)으로 지정되어 있으며, 이러한 환경을 위해 인증된 제품을 사용할 수 있습니다.
진동 센서 설치 위치
모니터링해야 할 가장 흔한 위치는 다음과 같습니다:
모터 구동측 및 반구동측이며, 센서는 모터 베어링 상태를 모니터링하기 위해 반경 방향으로 장착되어 g 단위로 측정됨.
기어박스 입력축과 출력축에는 센서가 반경 방향으로 장착됩니다. 이를 통해 g 단위로 측정되는 베어링 상태와 속도 단위로 측정되는 팬 불균형을 모니터링할 수 있습니다. 입력축에 선택적으로 장착되는 축방향 가속도계는 축에 작용하는 스러스트를 잘 보여줍니다.
오프라인 진동 모니터링
이상적인 상황에서는 온라인 모니터링이 항상 선호됩니다. 그러나 예산 제약이 있는 경우, 냉각탑에는 오프라인 모니터링 기법이 널리 사용됩니다.
설명된 대로 센서가 설치된 상태에서 접근성에 따라 모터 근처에 로컬 정션 인클로저를 설치할 수 있습니다. 그런 다음 차폐된 연선을 사용하는 멀티코어 케이블을 제공하여 정션 인클로저를 스위치 또는 연결 인클로저에 연결합니다. 일부 응용 분야에서는 센서 케이블이 스위치 인클로저에 직접 연결됩니다.
스위치 인클로저는 가혹한 조건을 견디도록 설계된 산업용 인클로저입니다. 연강, 스테인리스 스틸, 폴리카보네이트 등 환경적 요구 사항에 따라 다양한 재질로 제공됩니다.
상용 데이터 수집기를 스위치 인클로저에 연결한 다음, 센서에 전원을 공급하고 진동 데이터를 수집할 수 있습니다.
온라인 진동 모니터링
위에서 설명한 오프라인 구성을 사용하거나 일부 저비용 설치의 경우 4~20밀리아엠프 센서를 사용하여 출력 장치를 보호, 감시 또는 PLC 시스템에 연결할 수 있습니다.
가장 단순한 구성에서는 필수 매개변수에 맞춰 g 또는 속도로 스케일링된 4~20밀리암페어 가속도계 4~5개가 앞서 설명한 대로 설치됩니다.
각 센서는 로컬 정션 인클로저에 연결되며, 인클로저와 추세 분석 및 경보 기능을 위한 PLC 시스템 간은 다중 코어 차폐 연선 케이블로 연결됩니다.
더 세밀한 분석이 요구되는 어플리케이션에서는 냉각탑 특성에 맞춘 특정 필터를 갖춘 진동 모듈을 설치할 수 있습니다. 이러한 시스템은 AC 가속도계, 접속 하우징, 그리고 다심 케이블을 사용하며, 진동 모듈을 수용하는 산업용 인클로저로 종단됩니다.
진동 모듈은 가속도계 신호를 조절하여 필요에 따라 베어링 상태 또는 속도 출력을 제공합니다.
이 시스템은 또한 더 자세한 분석을 위해 데이터 수집기를 연결할 수 있으며, 출력은 트렌딩과 모니터링을 위해 PLC에 연결됩니다.
PLC를 사용할 수 없는 응용 분야에서는 필요에 따라 냉각탑을 보호하고 정지시키기 위해 로컬 디스플레이와 트립 기능을 포함하도록 구성을 확장할 수 있습니다.
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