Компрессорные станции магистральных газопроводов
Техническая диагностика ГПА
жүктеу/скачать 6,66 Mb. Pdf көрінісі
|
Компрессорные станции магистральных газопроводов Бердник А.Н
| 4.2. Техническая диагностика ГПА
В зависимости от постановки задачи можно различать следующие виды диагностики: функциональную, связанную с определением изменения основных энергетических показателей агрегата (например, его мощности и КПД); структурную, оценивающую характер и степень повреждений дета лей механизма; визуальную, оценивающую причины разрушения деталей при их осмотре, и прогнозную, предсказывающую характер протекания из носа деталей и время выхода их из строя. В настоящее время в эксплуатационных условиях в той или иной мере применяются следующие методы диагностики: 1. Параметрическая. 2. Вибрационная. 3. По анализу отработанного масла. 4. Оптические и акустические для обследования узлов и деталей ГТУ. В условиях оценки состояния и работы ГТУ на магистральных газо проводах важное значение имеют практически все виды диагностики, прежде всего потому, что агрегаты на КС непрерывно работают в течение многих сотен и тысяч часов без остановки. Именно в этих условиях, не имея возможности в ряде случаев по технологическим причинам остановить аг регат, особенно важно оценить его текущее состояние и предсказать ход из менения его основных характеристик (мощность, КПД) на перспективу. В условиях КС в настоящее время заложена постоянно действующая система замера параметров работающих агрегатов по ГТУ и ЦН. На стан циях периодически измеряются параметры рабочего тела (давление и тем пература) по тракту ГТУ, параметры газа (давление и температура) по тракту ЦН, параметры окружающей среды. Однако на КС ещё не организо вана до конца надёжная система комплексной оценки состояния агрегатов, например, по мощности или по расходу топливного газа и т. п., прежде всего из-за сложности достоверного определения расхода рабочего тела по ГТУ или транспортируемого газа по ЦН. Следует отметить, что состояние агрегатов можно и целесообразно оценивать не только значениями измеряемых параметров, такими как дав ление и температура, но и такими характеристиками, как шум, вибрация, утечки рабочего тела по тракту агрегата и т. д. Шум работающего агрегата представляет собой хороший источник диагностической информации, характеризующий сложный спектр шумов 98 аэродинамического и механического происхождения, изменяющийся в за висимости от изменения состояния двигателя. Как известно, основными ис точниками шума в работающем двигателе являются компрессор, процесс горения топлива в камере сгорания, газовая турбина, вращающиеся детали вспомогательных механизмов ГТУ, обслуживающих агрегат. Если в этих условиях определять составляющие спектра шума от агрегата и отслеживать его изменения во времени, то диагностирование ГПА по спектру шума мо жет быть весьма эффективным в условиях эксплуатации для оценки состо яния агрегата. При работе газотурбинного агрегата все его узлы и детали совершают вынужденные и резонансные колебания механического и аэродинамиче ского происхождения, что вызывает так называемую вибрацию двигателя. К источникам колебаний механического происхождения можно отнести разного рода соударения и взаимодействие различных деталей двигателя. К источникам колебаний аэродинамического происхождения можно отнести пульсацию потока газов по газовоздушному тракту ГТУ, турбулентность процесса горения топлива в камере сгорания и т. п. В зависимости от конструктивного исполнения ГТУ, её сборки и мон тажа, условий эксплуатации, вибрация элементов установки может быть са мой различной. В некоторых случаях вибрация может стать такой значи тельной, что заставит пойти на вынужденную остановку агрегата. В против ном случае повышенная вибрация может привести к быстрому износу и раз рушению узлов двигателя, прежде всего тех, которые в наибольшей степени подвержены вибрации (лопатки, подшипники, узлы крепления корпуса дви гателя и т. п.) Все это вместе взятое приводит к необходимости измерять на КС виб рацию каждой ГТУ, чтобы на базе большого числа замеров установить спек тры характерных неисправностей двигателей и разработать критерии эф фективной эксплуатации ГТУ на КС. Кроме указанных методов, в условиях эксплуатации проводится диа гностика температурного состояния деталей агрегата, прежде всего лопаток турбины, визуально-оптическая диагностика, позволяющая выявлять раз рывы материала, трещины, неплотности, деформации, нарушение покрытий и изоляции камер сгорания, газовой турбины и т. п. С помощью того или иного метода диагностики ГПА можно и весьма целесообразно прогнозировать изменение технического состояния агрегата 99 с целью предупреждения вынужденных остановок ГПА, повышения эффек тивности их эксплуатации, определения видов и сроков проведения ремон тов. Техническое состояние ГПА существенным образом сказывается на всей технологии транспорта газов по магистральному газопроводу. Можно всегда утверждать, что, если при данном расходе топливного газа по агре гату снизилась производительность ЦН, то при прочих равных условиях это могло произойти из-за ухудшения состояния ГТУ, ЦН или того и другого вместе. Одним из основных направлений технической диагностики ГПА яв ляется метод параметрической диагностики, как наиболее перспективный и имеющий значительный опыт использования в авиационной и других отрас лях промышленности. Основой метода параметрической диагностики явля ется определение изменения параметров технического состояния агрегата или его отдельных элементов по изменению его технологических и топливо энергетических показателей - мощности, производительности, КПД при вода и ЦН в процессе эксплуатации. Об изменении технического состояния агрегата или его отдельных элементов можно судить по изменению характеристик их рабочих режимов. Само изменение обычно оценивается сравнением характеристик, построен ных для данного момента времени, принятого за исходное. В качестве ис ходного может быть принято время проведения стендовых, сдаточных или других видов испытаний агрегата. Неизменность характеристик агрегата бу дет говорить о его нормальном состоянии; расхождение характеристик бу дет свидетельствовать об изменениях, происходящих в ГПА. В качестве количественных оценок смещения характеристик ГПА, ГТУ или ЦН принимаются коэффициенты технического состояния по КПД или по мощности KN: где г|, N — соответственно, КПД и мощность агрегата (нагнетателя) в данный момент времени; Щ, N 0 - соответственно, КПД и мощность в исходном со стоянии агрегата (нагнетателя) в начале их эксплуатации на КС или после проведения очередного ремонта. 100 В условиях эксплуатации могут использоваться и другие показатели, определяющие изменения состояния ГПА и его элементов, в основе кото рых лежит принцип определения расхождения характеристик. Технические сложности в непосредственном измерении мощности и, следовательно, КПД энергопривода и ЦН приводят к необходимости их определения косвенным путём, используя доступные и измеряемые пара метры, такие как давление, температура, расход рабочего тела, связанные между собой известными соотношениями термодинамики. Метод параметрической диагностики для оценки технического состо яния эксплуатируемых ГПА показал, что для её эффективного применения необходимо решить две принципиальные задачи: 1. Обеспечить необходимый объём и требуемую точность измерений параметров ГПА. 2. Разработать методическое и программное обеспечение для автома тизированных расчётов по определению технического состояния ГПА с ис пользованием ЭВМ. Большинство эксплуатируемых ГПА имеют объём штатных измеряе мых параметров, используемых для контроля и управления агрегата, доста точный для проведения его диагностических исследований. Однако общая точность применяемой штатной измерительной аппаратуры не удовлетво ряет современным требованиям оценки технического состояния ГПА. На практике необходимо использовать лабораторные образцовые приборы. Ха рактеристики некоторых из них представлены в табл. 4.2. Следует заметить, что препарирование агрегата с использованием указанных измерительных приборов (см. табл. 4.2) влечёт за собой большой объём подготовительных работ, соизмеримый с объёмом проведения непо средственно экспериментальных исследований. Что касается методического и программного обеспечения, то в насто ящее время эта задача практически решена для всех типов ГПА, находя щихся в эксплуатации. Использование метода параметрической диагностики для оценки тех нического состояния ГПА позволяет решить следующие задачи: 1. Оценить качество ремонта ГПА путём определения показателей его технического состояния до и непосредственно после вывода агрегата из ре монта. 2. Обосновать сроки проведения очередного ремонта ГПА. 101 3. Оперативно определить узел ГПА (ГТУ или ЦН), явившийся при чиной ухудшения технологических и топливо-энергетических показателей агрегата. 4. Определить фактические теплотехнические и газодинамические ха рактеристики модернизированных ГПА (замена проточной части ЦН, эле ментов проточной части ГТУ, установка или замена регенератора, совер шенствование камеры сгорания и т. д.). жүктеу/скачать 6,66 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|