Вибрационная диагностика газоперекачивающих агрегатов судового типа с использованием режимных параметров

Диагностирование газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и непрерывный контроль их технического состояния (ТС) в процессе эксплуатации является важным звеном в обеспечении требуемой надежности основного оборудования компрессорных станций (КС) [1].

Внедрение методов и средств технической диагностики позволяет снизить затраты на техническое обслуживание и ремонт газотранспортного оборудования, увеличить его моторесурс, сократить топливно-энергетические затраты на транспорт газа.

В условиях длительного непрерывного производства и интенсивного старения оборудования при ограниченности возможных инвестиций применение технической диагностики становится наиболее кардинальным средством, обеспечивающим экономичность, эффективность и надежность работы оборудования магистральных газопроводов (МГ), позволяет осуществить переход от традиционной системы эксплуатации к ресурсосберегающей системе эксплуатации по техническому состоянию (рис. 1) [16]. Такая эксплуатация предусматривает оптимизацию ремонтно-технического обслуживания и управления технологическим процессом работы оборудования на основе фактических характеристик каждой единицы оборудования.

Необходимость внедрения методов и средств технической диагностики неразрывно связано с решением таких ключевых проблем как повышение качественного уровня газотранспортного оборудования, сокращение сроков его освоения, затрат на эксплуатацию газопроводов, направленных на экономию топливно-энергетических ресурсов, повышение эффективности и надежности функционирования газотранспортной системы [16].

При этом максимальный эффект достигается, если диагностирование распространяется на весь жизненный цикл элементов газотранспортной системы в целом: предпроектное прогнозирование, предэксплуатационное диагностирование, диагностирование в процессе эксплуатации и ремонта.

Перехода.

И<�сплуатаци5 учетом Состояния.

JL.

Снижение затрат на Tev’Htt’ifcCKoe пбглужнваныеч л р? ыпнтна ИГ*ш"нн" flpcynr." в гртн+и и л id К.

Прорсд-^нис технического обс^уМ'ИН^НИЯ И IN. IILUM u РЕМОНТ II СРОКИ.

ИНДНИИ ДЧ/ИЛ I, I ПИСАЛИ кл. идпй единиц 1,1 лГ>п|1удлГ1,1Ник ь сьатвгтетьин с иго тьуслстояниеи по результатам диагностирована.

Проезде иле технического обслуживания и еывсд в ремонт е строг установленные регламентом сроки.

Ге м о н тн отех н ич е. ское обслужи ванне.

Снижение затрат гдзаI?. ГОЙГТВРНН"1Р чужды ч, «-10% jlL.

Расчет режимое по индивидуал ычым фактическим характеристикам оборудование определяемые результатами диагностировачич.

Расчет режимое по усредненным харакгеристжам оборудования (постоянные во времени).

Управление технологическим процессам.

Эксплуатация традиционная.

Рис. 1. Характеристики новой ресурсосберегающей системы эксплуатации газотранспортного оборудования с учетом фактического технического состояния.

Такой подход, положенный в основу технической политики ОАО «Газпром», позволяет:

• на основе накопленного опыта эксплуатации газопроводов и диагностических систем формировать в процессе предпроектного прогнозирования исходные требования на основное оборудование, технологическое оборудование, трубопроводы, предусматривающие при их реализации соответствие качества мировому уровню на период начала их эксплуатации;

• внедряя диагностирование в стадиях проектирования и изготовления обеспечить соответствие фактических характеристик значениям, оговоренных в исходных требованиях. Дальнейшее диагностирование в процессе строительства и монтажа трубопроводов и оборудования призвано не допустить отклонений от заявленных требований;

• изучить объект в процессе приемочных испытаний, ориентируясь на выявление возможных скрытых дефектов на самой ранней стадии, не допуская их проявления в процессе эксплуатации;

• обеспечить, путем своевременного проведения технического обслуживания, максимально возможное поддержание исходных характеристик в период до ремонта;

• обеспечить восстановление технического состояния оборудования и трубопроводов в процессе ремонта за счет широкого использования диагностической техники при пооперационном контроле.

К настоящему времени накоплен достаточно большой опыт разработки и внедрения методов диагностики ГПА. Однако нельзя не отметить, что различные типы ГПА требуют, как правило, разработки своих систем диагностики. Это объясняется целым рядом факторов: особенностями конструкции, различием рабочих процессов эксплуатации, систем технического обслуживания и ремонта и т. д. Наименее исследованным объектом диагностирования являются судовые ГПА. При этом следует отметить, что перенос методов диагностики, разработанных для судовых газотурбинных установок (ГТУ) и используемых на транспорте на ГПА с судовым приводом оказался невозможным в силу целого ряда особенностей их эксплуатации на КС (см. раздел 2.1).

В онлайновых системах технической диагностики сложных роторных машин основным источником информации являются вибрационные параметры. Однако использование только виброинформации во многих случаях не обеспечивает высокую достоверность диагнозов. В качестве подтверждающей информации необходимо использовать другие независимые виды данных (режимные параметры, трибологические данные и т. д).

В настоящей работе проведено исследование возможности создания эффективной системы диагностирования подшипников конвертированных двигателей судового типа с использованием двух независимых видов входных данных:

— виброинформации;

— перепадов температур масласмазки в подшипниковых опорах. Работа проводилась в соответствии с тематикой научно — исследовательских работ кафедры термодинамики и тепловых двигателей РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина и направлена на реализацию:

1. Постановления Правительства Российской Федерации № 241 от 28.03.02.

2. Концепции научно-технической политики РАО «Газпром» до 2015 года.

3. Перечня приоритетных научно-технических проблем ОАО «Газпром» на 2002;2006 гг, утвержденного Председателем Правления ОАО «Газпром» А. Б. Миллером.

4. Решения заседаний НТС ОАО «Газпром» секции «Диагностика оборудования объектов газовой промышленности», утвержденного Заместителем Председателя Правления ОАО «Газпром» А. Г. Ананенковым 12.08.02.

5. Целевой комплексной программы по созданию отраслевой системы диагностического обслуживания газотранспортного оборудования компрессорных станций РАО «Газпром», утвержденной Председателем Правления РАО «Газпром» Р. И. Вяхиревым 13.02.97.

6. Решений международных тематических семинаров «Диагностика оборудования и трубопроводов КС» .

7. Решений международных конференций «Энергодиагностика и Condition monitoring» .

1. Проведенное исследование показало возможность создания эффективной системы диагностирования подшипников конвертированных двигателей судового типа с использованием двух независимых видов входных данных: виброинформации и перепадов температур масла-смазки в подшипниковых опорах.2. Разработана диагностическая модель онлайнового контроля агрегатов с судовым приводом ГПА-Ц16С.

3. Проведенный статистический анализ взаимосвязей между режимными и вибрационными параметрами показал, что заметная часть общего уровня вибрации обусловлена составляющими, отличными от первых гармоник (резонансные и комбинационные составляющие).4. Сформулирована и обоснована концепция «событий», согласно которой газотурбинный двигатель в процессе эксплуатации может переходить из одного исправного технического состояния в другое исправное техническое состояние, причем эти состояния могут давать разные диагностические отклики (температура масла-смазки, вибрация и т. д.).5. Разработан метод мониторинга технического состояния подшипников качения для конвертированных газотурбинных двигателей с использованием приведенных перепадов температур масла-смазки на входах-выходах опор подшипников.6. Разработанный программный комплекс апробирован и внедряется в рамках автоматизированной системы диагностики компрессорного оборудования в составе АСУ ТП КС.