CC BY
27
Приведена методика обчислення основ-них параметрiв, що визначають реальний стан газоперекачувального обладнання на основi його дiагностування, яка дае мож-лив^ть ранжирування ГПА за техтчним станом
Ключовi слова: дiагностування, техтч-ний стан
□-□
Дана методика вычисления основных параметров, определяющих реальное состояние газоперекачивающего оборудования на основе его диагностирования, которая дает возможность ранжирования ГПА по техническому состоянию
Ключевые слова: диагностирование, техническое состояние
□-□
This article represents the method of calculation basic's parameters of real technical state gas-pumping equipment
Keywords: diagnostic, technical condition
■Q О
УДК 621.385.832.84
Д1АГНОСТИЧН1 ПОКАЗНИКИ ТЕХН1ЧНОГО СТАНУ ГАЗОПЕРЕКАЧУВАЛЬНОГО
АГРЕГАТУ
М.1. Горб^йчук
Доктор техычних наук, професор, завщувач кафедри* Контактний тел.: (03422) 50-45-21 E-mail: [email protected]
Я . I. З а я ч у к
Кандидат техычних наук, доцент* Контактний тел.: 098-977-49-53, (03422) 50-45-21 E-mail: [email protected] *Кафедра комп'ютерних систем та мереж 1вано-Франмвський нацюнальний техшчний уыверситет
нафти i газу
вул. Карпатська, 15, м. 1вано-Франмвськ, УкраТна, 76019
Вступ
Метою оперативного (функщонального) дiагносту-вання е отримання даних про техшчний стан обстежу-ваного об'екта, його технолопчш параметри, умови взаемодп з навколишшм середовищем. Оперативне дiагностування здiйснюеться на об'екп безперервно, або дискретно, вщповвдно до заздалегiдь розроблено! i узгоджено! iз службами, вiдповiдальними за експлу-атацiю об'екта, програмою, з використанням штатного вимiрювального комплексу, i полягае в реестрацп по-казникiв технолопчного процесу i 1х подальшiй стати-стичнiй обробцi.
Метою експертного аналiзу пошкоджень i пара-метрiв техшчного стану об'екта, що проводиться на пiдставi отриманих даних аналiзу техшчно! доку-ментацii, оперативного дiагностування i експертного обстеження, е встановлення поточного стану об'екту, рiвня i мехашзму пошкоджень, фактично! завантаже-ностi, щоб вiдповiсти на питання, чи можлива подаль-ша експлуатацiя об'екту.
Серед методiв контролю i дiагностування техшчного стану ГПА параметричний використовуеться найчастше, тому що вш легко тддаеться математич-ному моделюванню. Проте жоден з них не може досто-вiрно математично описати контрольований процес. Тому пропонуеться використовувати одночасно юлька методiв.
Параметри, якi характеризують технiчний стан ГПА
На 0CH0Bi проведеного аналiзу методiв дiагносту-вання техшчного стану за основш параметри пропонуеться вибрати таю [1,2]:
- шдекс концентрацп оксидiв азоту i вуглецю у вихлопних газах;
- коефвдент технiчного стану ВЦН за полиропним к.к.д.;
- коефiцiент техшчного стану ГТД за потужшстю;
- параметри вiбродiагностики агрегату;
- результати дiагностування стану моторно! оливи.
Значення коефвдента технiчного стану ВЦН за по-
лiтропним к.к.д., коефiцiента техшчного стану ГТД за потужшстю визначаються на основi формул [3]:
коефвдент технiчного стану ВЦН за полиропним к.к.д. K
^ \ Ппол ППОЛ
=1_
s 2
!(ппол, )
Де пПол - фактичне значення полиропного к.к.д. ВЦН для i-го режиму;
ППол 6 - значення полиропного к.к.д. ВЦН на базовш характеристицi за приведеною об'емною продуктивш-стю для i-го режиму;
5
s - к1льк1сть контрольованих режим1в. коефщ1ент техшчного стану ГТД за потужшстю
К«:
Ч = ^
У N ' ■ N '
¿ш^ епр епр.б
У ^б )
де N - фактичне значення вщносно! приведено! потужност1 ГТД 1-го режиму;
N 6 - значення вщносно! приведено! потужност1 ГТД на базовш характеристик 1-го режиму.
Як контрольований параметр штенсивност1 в1бра-цИ ГПА рекомендуеться приймати загальний р1вень середньоквадратичного значення в1брошвидкост1 [4]. В залежност1 в1д штенсивност в1брацп вузл1в ГПА передбачеш так1 оцшки !х в1брацшного стану: «в1д-мшно», «добре», «допустимо», «необхщно приймати м1ри», «недопустимо».
Шков1 значення в1броперемщення для р1зних нор-мованих величин середньоквадратичного значення в1брошвидкост1 показан на рис. 1.
3
3000
4000
5000
6000 7000 8000 об/хв частота обертання
Рис. 1. Пiковi значення вiброшвидкостi (оцшка вiбрацiйного стану корпусiв пiдшипникiв)
Об'ектом вим1рювання штенсивност1 в1брацп е корпуса тдшипниюв, д1лянки корпуав статора 1 мас-лопроводи обв'язки агрегат1в.
Як контрольований параметр штенсивност1 в1бра-цп ГПА прийнято загальний р1вень середньоквадратичного значення в1брошвидкост1,
де, V, - середньоквадратичне значення в1брошвид-кост 1-го ГПА, мм/с;
V, (1) - змша в1брошвидкост1 1-го ГПА в час1, мм/с;
I - час усереднення, с.
При оцшюванш р1вня техшчно! експлуатацп ГПА, стану параметр1в робочого процесу, одне з важливих м1сць належить методам анал1зу моторно! оливи.
За концентращею зал1за, алюм1шю, кремшю, хрому, мвд, свинцю, олова та шших характерних елемен-т1в в олив1 можна визначити швидюсть спрацювання деталей. За змшою концентрацп хрому можна гово-рити про спрацювання колшчастого вала; кремшю та марганцю - крейцкопфного вузла; свинцю, олова, сурми та мда — вкладиш1в колшчастого вала.
Значення середньо! швидкост1 спрацювання у про-м1жках м1ж вщборами проб оливи буде р1вним [5]:
_ в в ■ аа+1кн - d
(т/а)-(1 - а<) '
о -
а*
де А _-О*, В _(1 - А) А-1 (О - О*/2),
О +
D_ О0 ■Ко ■(!- А<),
К, К^ - концентращя продукт1в спрацювання тд час тепер1шнього та попереднього зам1р1в, вщпо-ввдно, мг/л;
т - час роботи КУ у пром1жку м1ж анал1зами оли-ви, год;
<1 - юльюсть доливань оливи.
з метою прогнозування та з врахуванням часу, який необхщний для стаб1л1зацп концентрацп метал1в в олив1, дощльно проводити перюдичш ввдбори оливи для анал1зу через кожш 200-250 годин роботи [5]. В1д-б1р проб необхвдно проводити не рашше, шж через 1 годину безперервно! роботи ГПА.
В1домо, що «старшня» газоперекачувального агрегату завжди супроводжуеться необоротними проце-сами попршення його техшчного стану, штенсившсть яких залежить вщ умов експлуатацп, режиму роботи, якост1 ремонту 1 впливу зовшшнього середовища. При цьому змшюються не лише теплотехшчш характеристики ГПА, але 1 еколопчш параметри, що характеризуют вм1ст оксид1в азоту 1 вуглецю в продуктах згорання.
В результат! анал1зу даних мошторингу шкщливих викид1в на КС встановлено, що фактичш концентрацп оксид1в азоту 1 вуглецю ктотно в1др1зняються в1д но-мшальних 1 вар1юють в широких межах [6].
Для того, щоб визначити вплив техшчного стану агрегату на р1вень викид1в, отримаш експерименталь-ш залежност концентрацш продукт1в згорання в1д температури робочого т1ла. Встановлено, що концентрацп СО 1 N0 для окремих ГПА розр1зняються в 1,1...2,5 раз1в. З урахуванням того, що експерименти проводилися за однакових умов роботи агрегат1в, це можна пояснити лише !х р1зним техшчним станом [6]. Автором запропонований комплексний показник - шдекс концентрацп Si, що дозволяе визначати дина-
2
мшу змши вмiсту оксидiв азоту i вуглецю у вихлопних газах газоперекачувального агрегату на змшних режимах його роботи, незалежно вщ завантаження. 1ндекс концентрацii Si розраховуеться за формулою:
Я = сфа
21 -15 ' 21 - О,
(1)
Г^ факт 1
де С* - фактична концентращя речовини в сухих продуктах згорання, мг/нм3;
О2 - фактичний вмкт кисню в сухих продуктах згорання %;
21 - вмiст кисню в атмосферному повiтрi, %.
Слщ зазначити, що момент переходу до перю-ду «старшня» газоперекачувального агрегату за-лежить вiд ряду причин, наприклад якоси ремонту, умов експлуатацп, рiвня технiчного обслуговуван-ня устаткування, тощо, i тому повинен встанов-люватися для кожного агрегату окремо. Методом множинного регресшного аналiзу вихщних даних отриманi статистично значимi моделi для мошто-рингу вихлопних газiв за комплексом технолопч-них параметрiв [6]:
Рiвняння (2) е математичною моделлю взаемозв'яз-ку концентрацiй СО i NOx у вихлопних газах ГПА з такими технолопчними параметрами, як напрацювання ^ температура повггря на входi в двигун Ток, темпера-
тура газу Тст i частота обертання ротора турбши N0 [6].
(2)
СкО =-449 +1.08 10-3 ■ t - 0.182 ■ ТОк + +0.399 ■ ТСт + 6.35 10-2 ■ NCT, Ссо = 12.7 +
+ехр (50.9 +1.76 10-4 ■ t -1.12^ ТОк - 6.36 ■ Тст - 2.92 10-3 ■ ).
На основi наведених показниюв визначаеться уза-гальнений коефвдент технiчного стану кт 1 -го агрегату
кт = ^ (с,Д<н)д(Г),^(у),S(v)) .
Цей коефвдент використовуеться для ранжування агрегатiв за технiчними станом [2]. Для виршення задачi ранжирування пропонуеться застосовувати метод нечеткого висновку.
Висновок
Вказаш моделi дiагностичних показникiв дозволя-ють реалiзовувати розрахунковi методи виробничого мониторингу на КС i на цш основi дiагностувати та ранжирувати агрегати за техшчним станом в поточному режимi роботи.
Лиература
1 Горбшчук М.1., Когутяк М. I., Заячук Я.1. оптимальный розподш иаваитажеиия м1ж вщцеитровими иагштачами природного газу
з врахуванням техшчного стану.//Галицька ака^ем1я. Науков1 вють-2007.- № 1(11).-С.131-136.
2 Горбшчук М.1., Когутяк М. I., Заячук Я.1. Метод ранжування газоперекачувальних агрегайв природного газу за техиiчиим
станом. // Нафтогазова еиергетика.-2008.-№ 1(8).-С.21-26.
3 Компресорш станцй. Контроль теплотехиiчиих та еколопчних характеристик газоперекачувальних агрегатiв: СОУ 60.3-
30019801-011:2004. - [Чиииий вiд 22.12.2004].-К.: ДК Укртраисгаз.-117с.-(Стандарт оргашзацй Украши).
4 Жуков Р. В. Обзор некоторых стандартов в области диагностики машинного оборудования / Р. В. Жуков // Контроль. Диагно-
стика. - 2004. - № 12. - С. 61 - 66.
5 Орлов I. О. Дiагностування техшчного стаиу КУ за накопиченням в оливi продукйв спрацювання / I. О. Орлов // Нафтова i
газова промисловють.-2003.-№3.-С.48-50.
6 Костарева с. Н. Совершенствование методов диагностирования технического состояния газоперекачивающих агрегатов иа
основе данных производственного мониторинга: автореф. дис. иа соискание иауч. степ. канд. техи. иаук : спец. 25.00.16 „Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ" / С. Н. Костерева-Уфа, 2004.-20с.
