Удосконалення вібродіагностичних методів та засобів контролю газоперекачувальних агригатів ГПА-25/76

Abstract

Дисертація присвячена вирішенню питань віброконтролю і вібродіагностування двигунів газоперекачувальних агрегатів (ГПА) великої одиничної потужності ГПА-25/76. У роботі вирішуються задачі визначення технічних характеристик систем віброконтролю трьохвальних двигунів типу ГПА -25/76. Досліджено динамічні особливості ГПА-25/76 , що визначають віброактивність їх основних вузлів. Проведено експериментальні дослідження вібраційних характеристик агрегатів. Виявлено залежності між вібраційними параметрами і технічним станом вузлів двигунів ГПА-25/76. Розроблено функціональні схеми, на базі яких створені апаратні і програмні засоби систем віброконтролю і діагностики. Розроблено методику й організацію віброконтролю і діагностики агрегатів в умовах компресорних станцій. Визначено ряд вібродіагностичних ознак двигунів ГПА-25/76. Основні результати роботи впроваджені на компресорних станціях газопроводів.

Целью диссертационной работы является разработка и усовершенствование методов и средств вибрационного контроля и диагностики двигателей ГПА-25/76 , позволяющих осуществлять оперативный контроль технического состояния без остановки агрегатов, а также вести непрерывный контроль вибрации в широком диапазоне частот, позволяющий своевременно остановить агрегат при возникновении аварийной ситуации и исключить остановки ГПА при случайных, кратковременных повышениях уровня вибрации. В работе решаются задачи определения технических характеристик систем виброконтроля Проведен анализ дефектов агрегатов, встречающихся в процессе эксплуатации и связанных с этим затрат на ремонтновосстановительные работы. Показана перспективность обнаружения зарождающихся дефектов механической части ГПА-25/76 методами вибрационной диагностики. В работе исследованы динамические особенности двигателей ГПА-25/76, определяющие виброактивность их основных узлов. Виброактивность определяется особенностями конструкции, технологией изготовления и сборки, а также режимом эксплуатации. Классифицированы источники вибрации. Всевозможные наложения колебаний различных источников затрудняют однозначную идентификацию дефектов. Дополнительно к широко применяемым диагностическим признакам, использующим контроль вибрации на частотах вращения валов и их гармониках, в качестве одного из информативных параметров, предложено использовать способ определения собственных частот колебаний узлов агрегатов, по изменению значении которых, можно, дудить (состоянии корпусных деталей, наличии трещин. Рассмотрены вопросы использования пространственные колебания узлов двигателей . ГПА-25/76 для его диагностирования. Предложен метод оценки жесткости подшипниковых опор. Проведено аналитическое исследование источников вибраций трехвальных двигателях ГПА-25/76 с учетом податливости ротора, опсслоя смазки в подшипниках. Проведены экспериментальные исследования вибрационных характеристик агрегатов. Выявлены зависимости между вибрационными параметрами и техническим состоянием узлов ГПА-25/76. Исследованы низкочастотные и высокочастотные вибрационные характеристики агрегатов, фазовые соотношения между низкочастотными составляющими вибрации, спектральные составляющие, связанные с модуляцией вибросигналов, высокочастотные вибрационные импульсы. Определены узлы, в процессе функционирования которых возбуждаются сигналы в результате изменений технического состояния. Установлены основные диагностические признаки, которые используются для оценки технического состояния турбины и компрессора высокого давления, силовой турбины. Перечень выявляемых дефектов, включает: дисбалансы роторов, перекосы валов, увеличение зазоров в подшипниках и др. Путем статистической обработки большого количества спектров вибрации различных агрегатов получены их усредненные спектры. Построены зависимости параметров вибрации двигателя ГПА-25/76 от наработки. Исследованы параметры нестабильности вибрационных процессов в ГПА. Разработана методика для определения изменений свойств вибросигналов, применение которой в системах виброконтроля двигателя ГПА-25/76 позволило избавиться от остановок агрегатов, возникающих при случайных кратковременных всплесках вибрации, сохранив при этом широкий частотный диапазон контроля вибрации. В случаях реальной опасности система формирует аварийные сигналы для остановки агрегатов. Разработаны функциональные схемы, на базе которых созданы аппаратные и программные средства систем виброконтроля и диагностики. Разработаны методика и организация виброконтроля и диагностики агрегатов в условиях компрессорных станций. Основные результаты работы внедрены на компрессорных станциях газопроводов. На базе проведенных теоретических и экспериментальных исследований, разработаны методы, программные и аппаратные средства диагностирования двигателя ГПА-25/76, позволяющие предвидеть и планировать объемы ремонтных работ, целенаправленно совершенствовать технологию обслуживания и ремонта ГПА.

The dissertation is devoted to the solution of vibrocontrol and vibrodiagnostic problems of gas compressor units (GCU) of great single power. The problems of determining vibrocontrol systems specifications of threeshaft GCU GPA -25/76 are solved. The dynamic features of GCU GPA -25/76 defining vibro activity of the main assemblies are investigated. Experimental investigations of the units 1 vibration characteristics are conducted.. The dependence between vibration parameters and the technical state of GCU GPA -25/76 assemblies are determined. Worked out are functional diagrams on the basis of which apparatus and program means of vibrocontrol and diagnostic systems are created. Methods and ways of accomplishing units vibrocontrol and diagnostics under conditions of compressor stations are developed. A number of vibrodiagnostic indications of GCU GPA-25/76 are determined. The main results of the work are introduced at gas pipeline 5compressor stations.