Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Математическое моделирование газотурбинных мини-электростанций и мини-энергосистем

..pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
12.91 Mб
Скачать

Решение задачи планирования объемов ремонтных ра­ бот сводится к определению базовых точек последнего вы­ полнения известных ремонтных воздействий нормального и переменного объемов и определению состава работ, попа­ дающих в планируемый период. Информационная модель энергосистемы предприятия для данной задачи представля­ ется конечным связным графом. Вершины графа представ­ ляют собой адреса ремонтных элементов, а ребра характери­ зуют условия входимости.

Если нет математических зависимостей, характеризую­ щих интенсивность исчерпания ресурса, то решение прини­ мается на уровне управления по экспертным оценкам факти­ ческого состояния оборудования и возможности выполнения работы в ближайший или последующий интервалы планиро­ вания.

В любом случае базовой точкой будет считаться факт последнего выполнения данной работы. Если ресурс ре­ монтного элемента значительно превосходит длительность ремонтного цикла (в 2 раза и более) и соизмерим с жизнен­ ным циклом изделия, такие работы переводятся в разряд разовых, вероятность повторения которых мала (близка к нулю).

Если имеются результаты диагностики технического со­ стояния и известны математические зависимости изменения во времени ресурсов элементов, дата их выполнения уста­ навливается с учетом предполагаемой ситуации в системе технического обслуживания и ремонта. За базовую точку принимается либо начало эксплуатации оборудования (нача­ ло новой стадии жизненного цикла после выполнения в ре­ монтном цикле последнего ремонта), либо дата последнего выполнения данной работы.

После того как сформирован объем ремонтных работ, рассчитываются все виды затрат с использованием норма­ тивной базы. Материальные и трудовые затраты могут быть

сгруппированы по различным признакам в зависимости от интересов конкретного пользователя. Таким образом, по­ требность оборудования в ремонтных воздействиях рассчи­ тывается и уточняется, включая любые сведения, дополняю­ щие нормативную базу и характеризующие реальное техни­ ческое состояние [13,17,22].

Данная концепция составила методологическую основу разработанной информационно-аналитической среды под­ держки жизненного цикла электротехнического оборудова­ ния предприятия.

Таким образом, предлагается гибридный подход к оцен­ ке состояния электротехнического оборудования, рисков его простоя и, соответственно, рисков недобора нефти.

Комплексная функция надежности может быть состав­ лена из следующих компонентов (исходя из соответствую­ щего уровня информации):

• вероятность выхода из строя оборудования всей тех­ нологической цепочки (рассчитывается на основе экспонен­ циального подхода);

• оценки величин отклонения измеренных параметров (на основе среднеквадратичного критерия);

вероятность выхода из строя электропривода целевого объекта (на основе экспоненциальной функции надежности);

суммарная оценка субъективных рисков (на основе прямой шкалы оценок).

Ранжирование измеренных величин и присвоение весо­ вых коэффициентов происходит в зависимости от уровня адекватности оценок. При этом учитываются такие основные факторы, как:

учет дебитности скважин;

уровень финансирования;

категорийность электрооборудования.

Рис. 6.17. Гибридный подход к оценке состояния электротехнического оборудования

В информационно-аналитической среде предусмотрен учет и других гфитериев, необходимых пользователю. При­ своение приоритетов может производиться как автоматиче­ ски, так и вручную (рис. 6.17).

6.5. Обзор современных автоматизированных систем технической диагностики, используемых на предприятиях нефтегазовой отрасли

В последнее время с интенсивным развитием средств измерения, передачи и хранения информации появились го­ товые автоматизированные комплексы технической диагно­ стики электрооборудования [8, 9, 11, 18, 21]. Они включают

всебя:

датчики измеряемых величин;

быстродействующие преобразователи сигналов;

скоростные средства передачи данных;

компактные устройства хранения информации;

• многофункциональные программные продукты.

Эти комплексы выполняются в различных видах: ста­ ционарные и нестационарные (переносные). Решаемый ими круг задач включает в себя:

• анализ работоспособности объекта диагностирования;

поиск дефекта в неисправном оборудовании;

прогнозирование состояния и оценку остаточного ре­

сурса;

выдачу экспертной оценки по проведению следующе­ го технического обслуживания.

Проектировщики и разработчики данных комплексов нацелены в основном на поддержание надежности электри­ ческих двигателей как наиболее важных и сложных объектов диагностирования.

Кважным критериям качества данных систем можно отнести:

• удобство получения информации;

• быстродействие измерительных устройств;

• полноту диагностирующих параметров и их достовер­ ность;

используемые средства преобразования информации;

скорость преобразования данных;

полноту решаемых программным продуктом задач;

качество экспертных оценок;

удобство отображения данных.

По этим параметрам осуществим сравнение наиболее известных автоматизированных комплексов диагностики электрооборудования, используемых на предприятиях нефте­ газовой отрасли.

6.5.1. Система мониторинга и диагностики вращающегося оборудования по вибрации с пакетом программ D ream fo r W indow s

Назначение состоит в следующем.

1.Мониторинг состояния машин и оборудования в про­ цессе эксплуатации по их вибрации.

2.Диагностика и прогноз технического состояния узлов вращающегося оборудования.

3.Обнаружение и наблюдение за развитием дефектов

спрогнозированием остаточного ресурса таких узлов, как подшипники, шестерни, рабочие колеса насосов и турбин, электромагнитные системы электрических машин и др.

4.Накопление и хранение информации о вибрационном и техническом состоянии отдельных узлов и машин в целом.

Система мониторинга и диагностики выполнена на ос­ нове пакета программ, разработанного для диагностики ро­ торных машин по спектрам вибрации и ее огибающей.

Для мониторинга машин и оборудования по характери­ стикам, определяемым пользователем, могут быть использо­ ваны любые параметры сигнала, измеряемые сборщиком данных СД-11 или его аналогами.

Для автоматического обнаружения и идентификации дефектов используются результаты узкополосного спек­ трального анализа низкочастотной и среднечастотной вибра­ ции диагностируемых узлов машин, а также огибающей их высокочастотных составляющих. Это позволяет провести следующую стратегию мониторинга и диагностики:

1) вибрационный мониторинг машин (оборудования)

вцелом;

2)вибрационный мониторинг аварийноопасных узлов;

3)технический мониторинг, представляющий собой наблюдение за развитием имеющихся дефектов, определяю­ щих состояние узлов оборудования, и прогноз остаточного ресурса.

Режим графической обработки данных может использо­ ваться для получения дополнительной диагностической ин­ формации.

В результате диагностики могут быть обнаружены сле­ дующие дефекты:

• дефекты вала с подшипниками качения;

• дефекты вала с подшипниками скольжения;

• в шестернях и зацеплений в зубчатой передаче;

в зубчатых передачах с подшипниками качения;

в зубчатых передачах с подшипниками скольжения;

в цепных (ременных) передачах;

в рабочих колесах насосов;

пакет программ DREAM for Windows автоматически обнаруживает также дефекты и в электромагнитных системах электрических машин.

Всостав переносной системы, обеспечивающей монито­ ринг состояния оборудования и машин, а также глубокую ди­ агностику узлов роторных машин, входят:

анализатор - сборщик данных СД-11;

персональный компьютер, совместимый с IBM PC/AT Pentium;

принтер, предпочтительно цветной;

операционная система Windows 95 или последующие версии;

пакет программ DREAM for Windows;

электронный ключ для программы DREAM for Windows;

инструкции по эксплуатации анализатора - сборщика данных СД-11 и пакета программ DREAM for Windows.

Вибрационный мониторинг машин и их узлов осущест­ вляется программой DREAM for Windows по пользователь­ ским измерениям. Для любых пользовательских измерений можно вывести на экран результаты.

При наличии в рассматриваемом типе пользовательских измерений превышения установленных порогов можно вы­ вести на экран монитора тренд этих превышений.

Программное обеспечение DREAM for Windows обеспе­ чивает автоматическое обнаружение дефектов в диагности­ руемых объектах с указанием наиболее вероятных видов де­ фектов.

В заключение по результатам технической диагностики приводятся не только результаты диагноза, но и ссылки на об­ наруженные диагностические признаки, а также предупрежде­ ние о возможных ошибках, в частности, из-за отсутствия пол­ ного набора данных измерений или их несовместимости.

Вывод информации может осуществляться как из самой программы с помощью команды Отчеты контекстного (пла­ вающего) меню с возможностью распечатки на принтере.

Система имеет следующие достоинства:

1.Функциональная завершенность.

2.Достаточно широкий спектр обнаруживаемых дефек­ тов электродвигателей.

3.Удобство представления результатов.

4.Возможность работы без специальных знаний.

Из недостатков следует указать следующие:

1.Система не позволяет обнаруживать повреждения обмоток электродвигателей.

2.Измерение вибрации осуществляется контактным способом.

3.На результат влияет путь распространения вибрации.

6.5.2.Система Aurora-2000

Основное назначение системы вибродиагностики и пла­ нирования ремонтов Aurora - повышение надежности работы вращающегося оборудования. Это достигается за счет опера­ тивной оценки текущего технического состояния оборудова­ ния, своевременного выявления дефектов, оптимального планирования сроков проведения ремонтов.

Систёма Aurora предназначена для использования экс­ плуатационным и ремонтным персоналом в целях:

• контроля текущего технического состояния роторного (вращающегося) оборудования с отслеживанием динамики развития неисправностей;

• определения возможности дальнейшей эксплуатации оборудования без ремонта;

подготовки информации о необходимых регламентных

иремонтных работах, их объеме и сроках проведения. Основой для определения текущего состояния оборудо­

вания являются измерения СКЗ (среднеквадратичного значе­ ния) виброскорости (мм/с) в диапазоне от 10 до 1000 Гц в трех направлениях - «вертикальном», «поперечном» («го­ ризонтальном») и «осевом». Сравнение измеренных значений с нормативными позволяет оценить состояние агрегата.

Технологические параметры, характеризующие работу оборудования, такие как производительность, температура, давление и т.д., также могут вводиться в программу для про­ ведения анализа их влияния на уровень вибрации агрегата.

Внедрение на предприятии системы обслуживания по фактическому состоянию способствует;

• увеличению времени между ремонтами - и как следст­ вие, росту производительности и снижению затрат на прове­ дение ремонтов;

• предотвращению прогнозируемых поломок, т.е. по­ вышению надежности работы;

• устранению вторичных поломок, например, поломки редуктора из-за неисправностей подшипника;

• устранению ненужного расхода деталей, исключению замены еще исправных деталей;

• уменьшению объема запасных частей, так как заранее известны номенклатура и количество необходимых деталей

изапасных частей;

уменьшению общей продолжительности ведения ре­ монтных работ, так как все необходимые работы планируют­ ся заранее.

Для нормального функционирования системы необхо­ димо наличие:

виброметров с автономным питанием для измерения СКЗ виброскорости в (мм/с) - например, виброметр с памя­ тьютипа «Корсар»;

персонального компьютера стандартной конфигура­ ции. В память такого компьютера можно внести информацию

обо всем оборудовании практически любого предприятия. На жестком диске следует предусматривать примерно по 1015 КБ памяти для каждого контролируемого агрегата;

• программного обеспечения Aurora.

Программа Aurora работает в энергетике, горнодобы­ вающей промышленности, нефтедобыче, нефтехимии и т.д. достаточно длительный срок, на некоторых предприятиях более 10 лет. В процессе эксплуатации диагностировалось состояние более чем 10 тысяч различных агрегатов и в ре­ зультате такой представительной проверки определена ста­ тистическая достоверность диагностических алгоритмов про­ граммы.

1.Достоверность диагнозов по причинам повышенной вибрации оборудования:

70 % диагнозов подтвердились полностью;

20 % диагнозов подтвердились не полностью;

10 % диагнозов были некорректными.

2.Сравнение диагнозов программы с заключениями опытных вибродиагностов показали:

96 % диагнозов программы об общем состоянии обо­ рудования совпали с мнениями экспертов;

90 % диагнозов программы о причинах повышенной вибрации совпали с мнением экспертов;

в 4 % случаев диагнозы программы оказались более достоверными, чем заключения экспертов.

6.5.3. Автоматизированный комплекс для диагностики функционального состояния

электрическихмашин

Данный комплекс был разработан научными сотрудни­ ками Ульяновского государственного технического универ­ ситета.

Измерительная часть комплекса строится на датчиках электромагнитного типа. С их помощью можно осуществлять измерения практически всех, наиболее значимых диагности­ ческих параметров, в том числе вибраций, фазных токов и напряжений, а также характеристик акустических волн

итемпературы.

Кэлектромагнитным датчикам относятся индуктивные, вихретоковые, трансформаторные, магнитомодуляционные, магнитоупругие, индукционные и ряд других датчиков. Всех их отличает:

• простота конструкции;

• высокое значение выходного напряжения;

некритичность к воздействию окружающей среды;

возможность бесконтактного измерения многих физи­ ческих величин.

Доктором технических наук В. И. Смирновым и его кол­ легами (УГТУ) предложен новый способ преобразования па­ раметров датчиков электромагнитного типа, использующий зависимость длительности переходного процесса от парамет­ ров индуктивных датчиков.

Достоинство новой схемы - значительное сокращение времени однократного измерения приблизительно до 50 мкс. Это дало возможность измерять и анализировать спектраль­ ный диапазон 0...8 кГц, что обычно вполне достаточно для задач диагностики.

Таким образом, можно одновременно измерять вибра­ ции, токи в обмотках и созданные этими токами поля рассея-

Соседние файлы в папке книги