Контроль вібраційного стану газоперекачувальних агрегатів

Abstract

Робота присвячена контролю вібраційного стану ГПА. Проаналізовано вплив вібрації на розвиток дефектів ГПА та можливості використання її для контролю вібраційного стану з урахуванням ТО. Створена математична модель процесу деформування труб з криволінійною віссю та змінним поперечним січенням, на основі якої можна отримати кількісну оцінку НДС ТО ГПА за результатами контролю його вібраційного стану. Вдосконалено метод побудови кореляційної матриці, на основі якої розроблена методика оптимального розташування вібродавачів на корпусі ГПА з ТО, використання якої дозволяє до 48% зменшити кількість вібродавачів і спростити схемотехнічні рішення при розробці системи контролю вібростану ГПА. Вдосконалено метод обробки діагностичної інформації на основі використання вейвлет-перетворення, апробація якого на вібраційних сигналах з контрольних точок ГПА підтвердила його ефективність. Розроблена стаціонарна система контролю вібраційного стану ГПА з ТО і її програмне забезпечення, використання якої дозволяє отримувати оперативну і вірогідну інформації про їх вібраційний стан в режимі реального часу. Вдосконалена методика підбалансування ротора турбіни і розроблено програмне забезпечення для її реалізації, використання якої дозволяє зменшити кількість пусків агрегату та трудоємкість процесу підбалансування.

Работа посвящена вопросам контроля вибрационного состояния газоперекачивающих агрегатов (ГПА). Цель работы состоит в обеспечении более полного использования ресурса заложенного в ГПА, включая ТО, и повышение эффективности его эксплуатации за счет оперативности и достоверности информации о его фактическом техническом состоянии, который определяется разработанным методом вибрационного контроля и стратегией оптимального размещения вибродатчиков на корпусе ГПА. Проанализованы: влияние вибрации на развитие деффектов ГПА, методы и технические средства вибродиагностирования ГПА, а также исследования по оценке влияния вибрации на напряженно-деформированное состояние НДС ТО ГПА. На основании проведенного анализа современного состояния проблемы сформулированы задачи диссертационной работы. Создана математическая модель процесса деформирования труб с криволинейной осью и переменным сечением, на основании которого можно получить количественную оценку НДС ТО ГПА за результатами контроля его вибрационного состояния. Проведенные тестовые расчеты для реальных элементов конструкции ГПА показали, что наибольшие напряжения имеют конические участки, амплитуда которых (200-300МПа) является опасной с точки зрения развития возможных деффектов. Усовершенствован метод построения корреляционной матрицы, на основании которой разработана методика оптимального размещения вибродатчиков на корпусе ГПА с ТО, использование которой позволяет до 48% уменьшить количество вибродатчиков и упростить схемотехнические решения при разработке стационарной системы контроля вибросостояния ГПА. Разработана портативная система сбора и предварительной обработки результатов экспериментальных исследований на базе вибродатчика АР 21 с магнитным узлом крепления и ПК типа Notebook, и ее программное обеспечение, имеющее широкие возможности по преобразованию, фильтрации и анализу вибрационных процессов. Обоснован способ установки вибродатчика на кронштейн с целью контроля вибросостояния 3-го силового подшипника, находящегося в зоне высоких температур. Проведено усовершенствование метода обработки диагностической информации на основе использования вейвлет-преобразования, апробация которого на вибрационных сигналах с контрольных точек ГПА подтвердила его эффективность. Разработана стационарная система контроля вибрационного состояния ГПА с трубопроводной обвязкой и ее программное обеспечение, использование которой позволяет получить оперативную и достоверную информацию о их вибрационных состояниях в режиме реального времени. Усовершенствована методика подбалансировки ротора турбины и разработано программное обеспечение для ее реализации, использование которой позволяет уменьшить количество пусков агрегата и трудоемкость процесса подбалансировки.

The dissertation work is devoted to the gas-pumping aggregates vibrational state control (GPA). The influence of vibration on the GPA defects development is analyzed, the possibilities of the one’s using for the GPA vibrational state control taking to account the pipeline manifold are estimated. The mathematical model of the pipeline’s deformation process is created, taking to consideration the curvilinear axes and the variable transversal cuts. Using this model the receiving of the quantitative estimation of the stress-strained state of the pipeline manifold of GPA is possible taking to consideration the results of one’s vibrational state control. The method of construction of correlation matrix is improved, on the basis of which the method of optimum location of the vibrosensors on the GPA surface with the pipeline manifold is designed, the use of which allows to receive the 48% decreasing of the vibrosensor’s quantity and to simplify circuit technique solutions in the process of the GPA vibrational state control system design. The method of the diagnostical information treatment is improved passed on the wave-let transformation using the results of Matlab 6.0 environment modeling. The one’s approbation on the noisy reference signal confirmed its efficiency. The stationary microprocessor checking system and for the GPA and pipeline manifold vibrational state control is designed both with the its software, the using of which allows to get the operative and reliable information about the vibration state of the tested objects in the real time mode. The method of the GPA rotors balancing is improved, the original software to realize this method is made, the using of such method allows to decrease the quantity of aggregate’s starting and the labour intensiveness of the balancing process.