Статья:

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЛЕКСНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ПРИВОДА В СОСТАВЕ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА

Конференция: CCXXVIII Студенческая международная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Пихотский Е.И. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЛЕКСНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ПРИВОДА В СОСТАВЕ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА // Молодежный научный форум: электр. сб. ст. по мат. CCXXVIII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 37(228). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_interdisciplinarity/37(228).pdf (дата обращения: 26.02.2024)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЛЕКСНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ПРИВОДА В СОСТАВЕ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА

Пихотский Егор Игоревич
студент, Тюменский индустриальный университет, РФ, г. Тюмень

 

Аннотация. В статье описываются характеристики газотурбинного привода (ГТП), входящего в состав газоперекачивающего агрегата (ГПА) в настоящий момент времени. ГТП установлен на магистральном газопроводе компрессорной станции. Оценка технического состояния проводится с помощью оригинального метода параметрической диагностики, представленного в данной работе. В ходе этого метода, применяя комплексные показатели, учитывающие относительные отклонения фактических характеристик ГТП от исходных параметров (при нулевой наработке), мы получили табличные и графические результаты. Отдельно было оценено влияние различных видов дефектов на общее техническое состояние ГТП. В краткой форме мы описали методику исключения точек на тренде измеряемых параметров, которые относятся к неустановившимся режимам. Удаление таких значений позволяет повысить достоверность оценок, используемых в нашей методике. Новый алгоритм обработки данных и вычисления показателей позволит не менять существующую технологию проведения периодических испытаний ГТД и теплотехнических испытаний газотурбинной установки (ГТУ). Эти показатели позволяют нам контролировать накопление отдельных видов дефектов, прогнозировать изменения состояния ГТД и ГТУ с увеличением наработки и, исходя из этого, планировать (индивидуально для каждого изделия) остановки для проведения регламентных работ, профилактики, ремонта и вывода из эксплуатации.

 

Ключевые слова: газотурбинный привод, газоперекачивающий агрегат, техническое состояние, диагностика, трендовый анализ, оценка состояния, комплексный показатель, характеристики газотурбинного привода, наработка, тренды.

 

Введение

В газотранспортной отрасли, как и в авиации, сейчас происходит отказ от эксплуатации по назначенному ресурсу в пользу эксплуатации по техническому состоянию. Это связано с необходимостью снижения затрат на работу ГТП газоперекачивающих аппаратов (рис. 1). Оценка фактического состояния в процессе эксплуатации позволяет сделать проведение регламентных работ, ремонт или снятие с эксплуатации объектов более рациональным, а также увеличить их срок службы. Из-за того, что в реальности сложно оценить выработку ресурсов у разных агрегатов, работающих в различных условиях, так как географическое положение, сезон года, условия запылённости могут оказывать на них влияние [1–13]. Но в то же время могут повышаться затраты, требуемые для оплаты работы высококвалифицированного персонала, покупку контрольной аппаратуры и других средств. Таких как датчики давления и температуры, частоты вращение и вибраций, и других показателей, а также применение SCADA-системы сбора, обработки и хранения данных в узлах агрегата. Применение такого метода сможет, вместе с ростом наработок ГПТ, пользоваться базой данных логистического анализа, содержащей сведения о ремонтах, состоянии установок, расположении приборов для каждого конкретного агрегата.

 

 

Рисунок 1. Газотурбинный привод ГТУ-10П, используемый в составе «ГПА-10 Урал»  производства ОАО НПО «Искра»,  на дожимных компрессорных станциях (ДКС) газоконденсатных промыслов

 

Особенности предложенного метода

В работе описано обобщённое обоснование предложенного авторами метода параметрической диагностики [14]. В качестве критерия для оценки работоспособности агрегата было предложено использование критерия Ф. В его состав входят относительные отклонения  некоторых показателей газотурбинного привода от начальных, соответствующих нулевой наработке. ПЗР – это параметр, задающий режим, как, например, частота вращения ротора НД  при САУ (стандартных атмосферных условиях).  Так исходных характеристики нормализуют (приводят к началу координат). В нормировании применяются предельные относительные отклонения . У каждого возможного вида дефекта имеется собственное значение . Вносится предложение для использования основного критерия Ф для оценки общего состояния и утверждающего, комплексного критерия Фупр. Причём критерий Ф оценивает, по результатам контроля относительного отклонения характеристик от начальных, степень выработки ресурса.  А критерий Фупр отвечает за возможность раннего обнаружения возникновения дефекта. Достигнуть критерия Фупр, равного 1, возможно даже при наличии придельного относительного отклонения по одному из контролируемых параметров. Но в качестве признака исчерпания ресурса является именно достижение парметра Ф, равного 1. Вычисление текущего значения этих критериев возможно по следующим выражениям:

В выражениях учитывается получение исходных характеристик  при приёмо-сдаточных испытаниях (ПСИ) на заводе, при этом наработка равна ½. В то время как установка ГТП в составе ГПА на ДКС с той же наработкой даёт результат равный 0, из-за чего возникает начальное относительное отклонение , вызванное проведением ПСИ с использованием технологического сопла и стендового воздухозаборника, хотя в ГПА на КС устанавливается силовая турбина (СТ) вместе с выхлопной системой ГПА. Также влияние оказывает комплексное воздухоочистительное устройство (КВОУ), являющееся входным трактом ГПА.

У каждого возможного дефекта номенклатура характеристик, его вызывающих, является уникальной. Из чего следует, что различными для всех дефектов являются и номенклатуры компонентов , учитываемых при расчёте показателя Ф конкретных дефектов. Такой подход приводит к устранению необходимости приведения параметров к базовому режиму, как в уже существующих методах. Физический смысл показателя Ф определяет его как долю выработанного ресурса, таким образом 1-Ф является долей оставшегося ресурса. В начале эксплуатации при нулевой наработке  = 0 показатель Ф равен нулю, а в конце эксплуатации, при полной выработке ресурса, равен 1. В процессе эксплуатации показатель Ф претерпевает изменения, монотонно увеличиваясь от нуля до одного. Чаще всего зависимость Ф является экспоненциальной и простейший вариант портрета выражается линейно . Проведение профилактик и ремонта приводит к ступенчатому уменьшению Ф от текущего состояния к некоторому значению Ф < Ф’. Таким образом общее изменения показателя Ф в процессе эксплуатации изделия на графике может выглядеть пилообразно.  

 

Список литературы:
1. Елисеев Ю.С. Технология эксплуатации, диагностики и ремонта газотурбинных двигателей: учеб. пособие / Ю.С. Елисеев, В.В. Крымов, К.А. Малиновский, В.Г. Попов. – М.: Высш. шк., 2002. – 355 с.
2. Козаченко А.Н. Эксплуатация компрессорных станций магистральных газопроводов. – M.:Нефть и газ, 1999. – 463 с.
3. Коняев Е.А. Техническая диагностика ГТД. – Рига: RIO RCAII, 1989. – 63 с.
4. Кривошеев И.А., Суханов А.В., Симонов Н.Б. Метод диагностики газотурбинных приводов в составе газоперекачивающих агрегатов // Успехи современной науки: междунар. науч.-исслед. жур- нал. – 2016. – № 11, Т. 5. – С. 44–53.
5. Кривошеев И.А., Суханов А.В., Симонов Н.Б. Метод диагностики газотурбинных приводов в составе газоперекачивающих агрегатов // Успехи современной науки: междунар. науч.-исслед. жур- нал. – 2016. – № 11, Т. 5. – С. 44–53.
6. Куприк В.В., Балабан Ю.Н., Хотеенков И.А. Способ оценки технического состояния газотур- бинного двигателя / ОКБ им. А. Люльки, филиал ПАО «УМПО» // Газотурбинные технологии. – 2016. – Июль-август. – С. 32–34.
7. Курочкин В.Н., Назаренко С.А., Щербак Н.А. Влияние технического обслуживания и ремонтов на ресурс оборудования для переработки масличных культур // Успехи современной науки и образова- ния. – 2015. – № 3. – С. 83–91.
8. Лозицкий Л.П. Оценка технического состояния авиационных ГТД / Л.П. Лозицкий [и др.]. - М.: Транспорт, 1982. – 167 с.
9. Степаненко В.Л. Практическая диагностика авиационных газотурбинных двигателей / под ред. В.Л. Степаненко. – М.: Транспорт, 1985. – 116 c.
10. Тарасенко А.В., Кондратьев Ю.В. Оценка технического состояния устройств компенсации реактивной мощности в тяговой сети // Успехи современной науки и образования. – 2016. – Т. 5, № 10. – С. 155–157.
11. Черкез А.Я. Инженерные расчеты газотурбинных двигателей методом малых отклонений. – М.: Машиностроение, 1965. – 354 с.
12. Чичков Б.А. Модели и параметрическая диагностика авиационных двигателей: учеб. пособие / Моск. гос. техн. ун-т гражд. авиации. – М. – Ч. 1. – 2004. – 96 c. Ч. 2. – 2005. – 60 c.
13. Чуян Р.К. Методы математического моделирования двигателей летательных аппаратов: учеб. пособие. – М.: Машиностроение, 1988. – 288 с.
14. Шереметьев А.В. Анализ опыта эксплуатации зарубежных газотурбинных двигателей по техниче- скому состоянию // Авиационно-космическая техника и технология. – Харьков, 2003. – Вып. 40/5. – С. 5–9.
15. Krivosheev I.A., Kozhinov D.G., Rozhkov K.E. Сhanges in the engineering products performance during operation // Procedia Engineering. – 2016. – Vol. 150. – Р. 74–80.