Application du capteur de température de pompe sur diverses pompes en aval

Pourquoi les pompes ont besoin de capteurs de température pour surveiller

Pendant le fonctionnement de la pompe, les frottements mécaniques, la température du milieu, la défaillance de l'étanchéité, l'usure des roulements et la surcharge du moteur génèrent toutes des hausses de température anormales. Les capteurs de température appliqués à la pompe de surveillance sont les principaux éléments de détection dans les systèmes de surveillance et de protection de l'état de la pompe, permettant l'alerte précoce avant que les défaillances ne se transforment en dommages catastrophiques pour permettre le passage de l'entretien réactif à l'entretien prédictif.

Selon les données de l'industrie, environ 30 à 40 % des pannes de pompe sont directement liées à la température, comme la surchauffage des roulements, l'épuisement de l'étanchéité, la cavitation des médias, etc., et les capteurs de température appliqués à la surveillance de la pompe peuvent réduire les temps d'arrêt non planifiés de plus de 50 %.

Types de pompes et capteurs de température appliqués à la pompe

1. Pompes centrifuges

Les pompes centrifuges sont le type de pompe le plus largement déployé dans les applications en aval. Les capteurs de température appliqués sur la pompe sont principalement installés à la fois dans les boîtiers des roulements et dans l'étanchéité mécanique, surveillant l'augmentation de la température du roulement babbitt, le seuil d'alarme est généralement de 80°C, l'arrêt est de 90°C et la température de la face de l'étanchéité pour éviter la défaillance de l'étanchéité à sec.

Dans les pompes à eau d'alimentation à haute température comme les pompes à eau d'alimentation de chaudières de centrales électriques avec des températures médiatiques de 150 à 230 °C, les capteurs de température d'entrée et de sortie du boîtier appliqués à la pompe participent également au contrôle minimum de flux continu stable MCSF, empêchant le clignotement des médias dans des conditions de faible débit.

2. Pompes à haute pression multiétages

Les pompes multiétages sont confrontées à des risques thermiques à chaque anneau d'étanchéité interétage et à chaque disque d'équilibre. Les capteurs de température appliqués sur la pompe seront déployés pour le point de surveillance, le palier de poussée, le palier radial, la chambre à disque d'équilibre et la sortie d'eau de refroidissement.

3. Pompes à vis

Les garnitures en caoutchouc du stator de la pompe à vis sont extrêmement sensibles à la température, la chaleur excessive provoque l'expansion et l'usure du caoutchouc, tandis que la basse température augmente la viscosité du milieu au-delà des limites de couple. Les capteurs de température appliqués sur la pompe doivent surveiller simultanément la température du milieu et la température de surface du stator, formant une boucle de commande de verrouillage du couple de viscosité de température.

Les conditions de la pompe à vis de récupération thermique sont de température médiane de 80 à 180 °C, nécessitant des capteurs de haute température appliqués sur la pompe pour surveiller.

4. Pompes à diaphragme

La surveillance de la température dans les pompes à diaphragme se concentre sur la chambre d'huile hydraulique et le corps de diaphragme. La température excessive de l'huile hydraulique accélère le vieillissement du diaphragme comme la durée de vie chute de 50% au-dessus de 60 ° C, tandis que la température basse augmente la viscosité de l'huile et provoque une fréquence de caressage instable. Les capteurs de température appliqués sur la pompe sont généralement à insertion filetée montée sur la paroi de la chambre d'huile hydraulique.

Pompes 5.Submersibles

Les moteurs de pompe submersibles sont immergés dans le milieu avec une dissipation de chaleur limitée, ce qui rend la surveillance de la température d'enroulement critique. Un schéma de surveillance triple utilise généralement trois capteurs de température intégrés appliqués sur la pompe pour surveiller, des capteurs de température de chambre de moteur appliqués sur la pompe, des capteurs de température de chambre d'huile d'étanchéité appliqués sur la pompe.

6. Pompes à entraînement magnétique

Le risque critique dans les pompes d'entraînement magnétique est le chauffage par frottement entre le rotor intérieur de l'aimant et la coque de confinement, dans le cas d'un fonctionnement à sec ou d'un débit insuffisant, la température de la coque peut monter au-dessus de 300 ° C en quelques secondes, provoquant la démagnétisation de l'aimant et la rupture de la coque. Les capteurs de température appliqués sur la pompe sont montés directement sur l'extérieur de la coque de confinement, participant à un verrouillage de protection minimale du débit.

7. Pompes à moteur en conserve

La pompe à moteur en conserve sépare le stator et le rotor par un tube de confinement mince non magnétique, le milieu pompé coulant directement à travers l'entrefer d'air du moteur en tant que liquide de refroidissement. Les capteurs de température appliqués sur les pompes à moteur en conserve peuvent surveiller la température d'enroulement du stator, la température d'entrée et de sortie du fluide de refroidissement et la température du roulement de poussée axiale.

Les pompes primaires nucléaires, les pompes de liquide de refroidissement du réacteur, représentent l'application extrême des pompes à moteur en conserve, où les capteurs de température appliqués à la pompe doivent répondre au grade de sécurité nucléaire de classe 1E, à une durée de vie de conception de 40 à 60 ans et résister à l'irradiation, aux environnements à haute température et à pression.

Les pompes de centrales nucléaires sont parmi les équipements rotatifs les plus critiques de toute installation nucléaire, fonctionnant dans des conditions beaucoup plus sévères que les pompes industrielles conventionnelles telles que la haute température, la haute pression, le rayonnement intense, la charge sismique de qualité SSE et une durée de vie de conception sans entretien de 40 à 60 ans. Les capteurs de température appliqués sur de telles pompes servent non seulement à surveiller l'état, mais participent également directement à la logique d'interverrouillage du système de protection du réacteur.

Aucune seule défaillance des capteurs de température d'une pompe nucléaire ne doit entraîner la perte de la fonction de sécurité. Tous les capteurs de température de qualité de sécurité appliqués sur la pompe utilisent donc une conception redondante et un mode sans panne.

Les capteurs de température appliqués à la pompe nucléaire servent de système nerveux périphérique de l'architecture de sécurité nucléaire, ils surveillent la santé des équipements et entraînent directement le déplacement du réacteur et l'actionnement des fonctionnalités de sécurité conçues. Une centrale nucléaire à deux unités nécessite 300 à 600 capteurs de température appliqués uniquement sur la pompe, dont près de la moitié sont de classe 1E de sécurité nucléaire, exigeant la résistance aux rayonnements, la qualification sismique, 60 ans de vie de conception et la traçabilité complète. Pour les capteurs de température chinois appliqués aux fabricants de pompes, les capteurs de température appliqués aux pompes nucléaires représentent le sommet technique de la mesure de la température industrielle, la qualité de grade aérospatial est la base, mais la qualification de grade de sécurité nucléaire est le billet d'entrée.

Résumé

Les applications de capteurs de température dans les pompes aval sont passées d'une simple protection contre la surtempérature à un "système de détection de température multidimensionnel" couvrant les roulements, les joints, les médias, les moteurs et les circuits de refroidissement. À mesure que les modèles prédictifs de l'IoT et de l'IA maturent, les capteurs de température appliqués aux données des pompes deviennent le moteur principal de la transition de l'industrie des pompes de la "maintenance basée sur le temps" à la "maintenance prédictive", chaque degré de changement de température étant un signal précoce de l'état de santé des équipements.

Les stations de pompe modernes intègrent des capteurs de température appliqués aux données de pompe dans des systèmes SCADA, DCS, PLC, formant une architecture de protection en couches.

L'analyse combinée des tendances des vibrations de température est la frontière de l'entretien prédictif des pompes. Des études montrent que les défaillances des roulements présentent des anomalies de température deux à six semaines avant le changement des indicateurs de vibration, ce qui fait des capteurs de température appliqués à la surveillance de la pompe la première ligne de défense dans la détection précoce des défaillances.