Über ein temporäres PROGNOST®-NT Swift System zu einem permanenten PROGNOST®-NT Zustandsüberwachungssystem

Um den Problemen an einem Hyper-Kompressor auf den Grund zu gehen, wandte sich ein Unternehmen aus der LDPE Industrie an PROGNOST mit der Frage, hätte das PROGNOST System den Schaden an einer Zentralschraube erkannt? Als ersten Schritt um dieser Frage genauer auf den Grund zu gehen bzw. die Antwort zu beweisen, wurde die Installation eines temporären PROGNOST®-NT Swift Systems zur Überwachung dieser Maschine beschlossen. Nach dem erfolgreichen Einsatz des PROGNOST®-NT Swift Überwachungssystems und dank der erkennbaren Vorteile durch ein Zustandsberwachungssystem, entschied sich das Unternehmen für ein dauerhaftes PROGNOST®-NT System. Dieses wird zur Zustandsüberwachung aller sechs kritischen Maschinen eingesetzt.

Herausforderungen des Kunden

Schäden und Probleme an Kompressoren sind vermehrt aufgetreten. Daher suchte das Unternehmen nach einem geeigneten Zustandsüberwachungssystem, um Gefahren für Menschen und Maschinen zu verhindern.

Lösungen in diesem Projekt

Im ersten Schritt wurde auf Wunsch des Kunden ein temporäres PROGNOST-®-NT Swift System für eine Maschine installiert. Nach dessen erfolgreicher Nutzung und den positiven Erfahrungen, die gemacht wurden, folgte die Implementierung eines permanenten PROGNOST®-NT Zustandsüberwachungssystems auf sechs Maschinen.

Erkenntnisse der Case Study

• Maschinenschutzsysteme von PROGNOST schützen die Maschine mit den vom Maschinenhersteller vorgegebenen Grenzwerten.
• Individuelle Grenzwertanpassungen an den jeweiligen Maschinentyp und Einsatzfall verbessern den Maschinenschutz.
• Zu eng angelegte Grenzwerte erhöhen das Risiko von Fehlalarmen.
• Es ist wichtig, das System richtig einzustellen, um die Maschinen im Schadensfall zu schützen, aber auch um Fehlalarme zu vermeiden.

Im Folgenden werden die Herausforderung des Kunden und die entsprechenden Lösungen von PROGNOST näher erläutert.

Temporäre Maschinenüberwachung mit dem PROGNOST®-NT Swift System für einen Hyper-Kompressor

Der Kunde entdeckte bei einer Maschinenwartung einen Defekt an einem älteren acht Zylinder Hyper-Kompressor (BJ 1971) . Der Kompressor hat eine Leistung von 6800 kW und arbeitet mit einer eher langsamen Geschwindigkeit von 186 U/Min.
Um die Maschine besser zu überwachen und erneute Probleme frühzeitig zu erkennen, suchte das Unternehmen nach einer Überwachungslösung. Sie entschieden sich für eine Zusammenarbeit mit PROGNOST. Nach ersten Gesprächen wurde zunächst ein temporäres PROGNOST®-NT Swift System für einen Zeitraum von sieben Monaten installiert. Diese Art von Überwachungssystem ist schnell verfügbar und vom Installationsaufwand nicht vergleichbar mit einer permanenten Installation. Daher ist das Swift System als vorübergehende Lösung oder auch für einen Leistungstest optimal geeignet. Es sammelt und analysiert Daten genauso wie ein permanentes PROGNOST®-NT System.

Aufgrund der Systemleistung, der verlässlichen Analysen und des angebotenen Servicepakets, entschied sich das Unternehmen die temporäre Installation durch ein permanentes PROGNOST®-NT Überwachungssystem auszutauschen und auf sechs Maschinen zu erweitern.

Erweiterung auf permanente Maschinenzustandsüberwachung durch ein PROGNOST®-NT System für insgesamt sechs Maschinen

Die permanente Installation umfasst zwei Hyper-Kompressoren und vier Kolbenkompressoren. Die gesammelten und analysierten Daten des temporären Swift Systems aus den vergangenen sieben Monaten werden in das PROGNOST®-NT System zur individuellen Einstellung der Grenzwerte übernommen.

Die permanente Installation des Zustandsüberwachungssystems für die sechs Maschinen besteht aus:

• vier PROGNOST®-SILver Racks,
• vier PROGNOST®-NT Überwachungseinheiten und
• zwei PROGNOST®-NT Kommunikationsserver.

Beispielhafter Maschinenvorfall am Kolbenkompressor

Das PROGNOST Überwachungssystem zeigte in den Schwingungssignalen des ersten Zylinders des Kompressors von 1971 hohe Schwingungen. Der Kolbenkompressor hat eine Leistung von 820 kW (1115 PS) und arbeitet mit einer Geschwindigkeit von ca. 296 U/Min.

Der Kunde wurde über die hohen Schwingungen durch die PROGNOST Kundenbetreuung informiert und prüfte zunächst die einzelnen mechanischen Verbindungen. Hier konnten jedoch keine Probleme an der Maschine festgestellt werden.

Nach einer weiteren Signalüberprüfung und detaillierteren Analyse deutete weiterhin alles auf ein Maschinenproblem hin. Im nächsten Schritt der Überprüfung wurden die betroffenen Ventile des Zylinders durch den Kunden ausgetauscht und die Maschine neu gestartet. Daraufhin normalisierten sich die Schwingungssignale.

Dieses spezielle Anwendungsbeispiel zeigt, dass das Problem im Schwingungssignal der Maschine zu sehen war. Die Signalanalyse beim Kolbenkompressor basiert auf einem Zeitsignal und nicht auf einer Frequenzanalyse. Ein Problem zu lösen ist komplexer, da der Grund nicht direkt mit bloßem Auge erkennbar ist. Daher bietet das System einige Möglichkeiten für Betreiber an, unter anderem die automatische Fehlerfrüherkennung anhand einer Fehlermusterdatenbank sowie eine Signalanalyse durch den PROGNOST Kundendienst oder einen Mitarbeiter vor Ort.

Zur Unterstützung der Schwingungssignalanalyse können beispielsweise auch Drucksensoren herangezogen werden. Diese werden zwar nicht für eine Maschinenabschaltung genutzt, aber die gemessen Drucksignale zeigen sehr gut den Arbeitsablauf einer Maschine an. So kann beispielsweise genau beobachtet werden, welches Ventil im Moment der erhöhten Schwingungen arbeitet. Bei der Analyse spielen die Erfahrungswerte eine wichtige Rolle, um festzustellen, ob die Schwingungs- und Drucksignale auf einen problematischen oder aber auf einen normalen Betriebszustand hinweisen. Die Schutzgrenzen im PROGNOST System werden auf Basis dieser Erfahrungswerte und individuell auf das jeweilige Maschinenverhalten eingestellt.

Beispielhafter Maschinenvorfall am Hyper-Kompressor

Der Kunde kontaktierte den Kundenservice von PROGNOST, nachdem einer der überwachten Hyper-Kompressoren durch einen Alarm abgeschaltet wurde. Zum Kompressor, der hat eine Leistung von 5880 kW (7997 PS) und läuft mit einer Geschwindigkeit von 187 U/min. Nach genauer Analyse durch unsere Analyseexperten zeigte sich, dass die Maschine aufgrund eines Maschinenschutzalarms angehalten werden musste. Es wurden an mehreren Punkten in der Maschine kritische Schwingungswerte festgestellt:

• Starke Schwingungswerte konnten im inneren des fünften Zylinders gemessen werden. Außen am Zylinder waren lediglich kleinere Schwingungen zu messen.
• Kleinere Schwingungen zeigten sich außerdem innen am sechsten und siebten Zylinder.
• Vom ersten bis zum dritten Lager der Kurbelwelle gab es zum gleichen Zeitpunkt der Umdrehung erhöhte Schwingungssignale.

Durch das PROGNOST System konnte der Bereich der Schwingungen auf den fünften Zylinder eingegrenzt werden. Der Kunde fand daraufhin einen gebrochenen Kolben in Zylinder fünf als Grund für die hohen Schwingungen. Nach dem Austausch des Kolbens funktionierte die Maschine wieder einwandfrei.

Generell werden die Systeme von PROGNOST zunächst basierend auf den Schutzgrenzen des Maschinenherstellers vor eingestellt. Doch jede Maschine arbeitet individuell. Die Schutzgrenzen müssen für jede Maschine aufgrund gesammelter Werte über einen längeren Zeitraum individuell angepasst werden.

• Individuell enger konfigurierte Schutzgrenzen ermöglichen eine frühere Abschaltung der Maschine.
• Grundsätzlich funktioniert die Abschaltung mit den vorkonfigurierten Schutzgrenzen im PROGNOST®-NT System.

Wie diese Case Study zeigt, kann das PROGNOST®-NT Überwachungssystem dabei helfen, Maschinen zu schützen und eine reibungslose sowie zuverlässige Maschinenüberwachung zu gewährleisten.

Gerne unterstützen wir Sie bei der Suche nach einem geeigneten Zustandsüberwachungssystem für Ihre Maschinen.