теор / Эксплуатация компрессорных станций магистральных газопроводов

Рис. 3.20. Мощность ГТУ АЛ-31СТ в зависимости от температуры окружающей среды

3.13. Система пожаротушения ГПА и ее эксплуатация Рис. 3.21. Принципиальная схема системы пенного пожаротушения компрессорного цеха Рис. 3.22. Огнетушитель порошковый ОП-10, модель 01

3.14.Вибрация, виброзащита и вибромониторинг ГПА

3.15.Нормальная и аварийная остановка агрегатов

3.16.Остановка компрессорной станции ключом аварийной остановки станции (КАОС)

Глава 4. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

4.1. Характеристика приводов, основные типы ЭГПА и их устройство Рис. 4.1. Принципиальная компоновка ЭГПА с СТД-12500-2 в здании компрессорного цеха Рис. 4.2. Конструкция электродвигателя СТД-4000-2

4.2. Системы избыточного давления и охлаждения статора и ротора

электродвигателя

Рис. 4.3. Схема охлаждения электродвигателя типа СТД

Рис. 4.4. Принципиальная схема системы избыточного давления электропривода ЭГПА- 25

4.3. Системы масло-смазки и масло-уплотнения ЭГПА, их отличие от систем ГТУ Рис. 4.5а. Главный насос смазки ГПА типа СТД-4000

Рис. 4.5б. Главный насос смазки ГПА типа СТД-12500

Рис. 4.6. Принципиальная гидравлическая схема смазочной системы уплотнения двигателя СТД-12500-2 с нагнетателем НГ-235.

Рис. 4.7. Гидравлическое устройство контроля осевого сдвига центробежного

нагнетателя

Рис. 4.8. Устройство контроля уровня масла в маслобаке центробежного нагнетателя типа 370-18-2

4.4.Редукторы - мультипликаторы, применяемые на электроприводных ГПА

4.5.Особенности подготовки к пуску и пуск ГПА

Рис. 4.9. График соотношения моментов нагнетателя и электродвигателя СТД-4000-2

при пуске

4.6. Обслуживание ЭГПА во время работы Рис. 4.10. Зависимость мощности двигателя СТД-12500-2 от давления на входе в

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Глава 5

ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ, ДИАГНОСТИКА И СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГОЗАТРАТ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ

5.1. Показатели надежности газоперекачивающих агрегатов

Одной из важнейших эксплуатационных характеристик газоперекачивающего агрегата является его надежность. Под понятием надежность агрегата понимается его свойство выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки.

Как видно из приведенного определения, надежность агрегата является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения и условий работы агрегата включает в себя такие понятия, как работоспособность, неисправность, наработка на отказ, ремонтопригодность. Надежность агрегата в общем случае определяется надежностью его элементов, систем, его обслуживающих, и характером их взаимодействия.

Под понятием работоспособность эксплуатации агрегата понимается способность агрегата выполнять заданные функции эксплуатации в пределах, допустимых нормативно-технической документацией и инструкциями по его эксплуатации.

Под понятием неисправность агрегата понимается состояние, при котором агрегат не соответствует хотя бы одному из требований, установленных нормативно-технической документацией, даже в том случае, если эта неисправность и не приводит сразу к отказу в его работе.

Под понятием отказ понимается событие, заключающееся в полной или частичной потере работоспособности агрегата. Поэтому безотказностью агрегата называется его свойство непрерывно сохранять работоспособность в течение заданного времени эксплуатации.

Отказы в работе агрегата на КС возникают по разным причинам: из-за недостатков в конструкции узла или агрегата, так называемые конструктивные отказы; из-за нарушения правил технологии изготовления или монтажа агрегата на станции, так называемые технологические отказы, и эксплуатационные отказы - из-за нарушения правил эксплуатации агрегатов на станции. Отсюда и возникает очень важное для эксплуатации понятие как наработка на отказ, одно из основных понятий надежности агрегатов при их эксплуатации на газопроводах.

Кроме приведенных определений отказов в работе оборудования, можно различать еще отказы систематические, полные, частичные, внезапные и постепенные.

К систематическим отказам можно отнести отказы элементов, узлов и обслуживающих вспомогательных систем ГПА, долговечность которых во много раз меньше, чем долговечность самого агрегата, например, работа систем разного рода уплотнений, износ масляных и воздушных фильтров и т.п., требующих периодического ремонта и замены; обычно эти дефекты устраняются на станции силами обслуживающего персонала.

Под понятием полного отказа понимается нарушение работоспособного состояния агрегата в целом, требующее длительной его остановки, замены или сложного ремонта.

Под понятием частичного отказа понимается состояние, после возникновения которого агрегат может использоваться по назначению, но с меньшей эффективностью, например, при разгерметизации регенераторов, утечке масла и т.п.

Внезапный отказ характеризуется скачкообразным изменением одного или нескольких параметров, определяющих работу ГПА. Внезапный отказ практически мгновенно переводит агрегат

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

5. Коэффициент, характеризующий время восстановления работоспособности агрегата,

определяемый как отношение общего времени вынужденного простоя ГПА к числу отказов за рассматриваемый отрезок времени:

Опыт эксплуатации газотурбинных агрегатов на газопроводах показывает: численные значения

коэффициентов технического использования для ГПА различных типов изменяются в диапазоне 0,75-0,95; коэффициент готовности в диапазоне 0,80-0,96; коэффициент оперативной готовности - в

диапазоне 0,84-0,88.

Наработка газотурбинных ГПА на один отказ в целом по парку агрегатов находится в среднем за последние пять лет эксплуатации на уровне 2600-2900 ч. По типам агрегатов этот показатель, как один из основных показателей надежности ГПА в условиях эксплуатации, распределяется примерно следующим образом (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Наработка на отказ у ряда ГПА с газотурбинным приводом

Опыт эксплуатации агрегатов на газопроводах показывает, что в настоящее время к агрегатам нового поколения, поступающим на газопроводы, могут быть предъявлены следующие требования (не менее): коэффициент технического использования на уровне 0,93-0,95; коэффициент готовности на уровне 0,98-0,985; коэффициент наработки на отказ на уровне 3,5-4,5 тыс.ч; ресурс между средними ремонтами 10-13 тыс.ч; ресурс между капитальными ремонтами 20-25 тыс.ч; полный ресурс до списания ГПА 100 тыс.ч.

5.2. Техническая диагностика газоперекачивающих агрегатов

Диагностика происходит от греческого слова diagnostikos - способность распознавать. В соответствии с ГОСТ 20911-75 техническая диагностика призвана разрабатывать методы и приборы для определения технического состояния объектов диагностирования (агрегатов) по параметрам, характеризующим протекание процессов в этом агрегате.

В зависимости от постановки задачи можно различать следующие виды диагностики: функциональную, связанную с определением изменения основных энергетических показателей агрегата (например, его мощности и КПД); структурную, оценивающую характер и степень повреждений деталей механизма; визуальную, оценивающую причины разрушения деталей при их осмотре, и прогнозную, предсказывающую характер протекания износа деталей и время выхода их из строя.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Внастоящее время в эксплуатационных условиях в той или иной мере применяют следующие виды диагностики: параметрическую, вибрационную, по анализу отработанного масла, оптические и акустические методы для обследования узлов и деталей ГТУ и др.

Вусловиях оценки состояния и работы ГТУ на газопроводах важное значение имеют практически все виды диагностики, прежде всего потому, что агрегаты на КС непрерывно работают в течение многих сотен и тысяч часов без остановки. Именно в этих условиях, не имея возможности в ряде случаев по технологическим причинам остановить агрегат, особенно важно оценить его текущее состояние и предсказать ход изменения его основных характеристик (мощность, КПД) на перспективу.

Вусловиях КС в настоящее время заложена постоянно действующая система замера параметров работающих агрегатов по ГТУ и нагнетателю. На станциях периодически измеряют параметры рабочего тела Р, Т по тракту ГТУ, параметры газа Р, Т по тракту нагнетателя, параметры окружающей среды. Однако на КС еще не организована до конца надежная система комплексной оценки состояния агрегатов, например, по мощности или по расходу топливного газа и т.п., прежде всего из-за сложности достоверного определения расхода рабочего тела по ГТУ или транспортируемого газа по нагнетателю.

Следует отметить, что состояние агрегатов можно и целесообразно оценивать не только значениями измеряемых параметров, такими как Р и Т, но и такими характеристиками, как шум, вибрация, утечки рабочего тела по тракту агрегата и т.д.

Шум работающего агрегата представляет собой хороший источник диагностической информации, характеризующий сложный спектр шумов аэродинамического и механического происхождения, изменяющийся в зависимости от изменения состояния двигателя. Как известно, основными источниками шума в работающем двигателе являются компрессор, процесс горения топлива в камере сгорания, газовая турбина, вращающиеся детали вспомогательных механизмов ГТУ, обслуживающих агрегат. Если в этих условиях определять составляющие спектра шума от агрегата и отслеживать его изменения во времени, то диагностирование ГПА по спектру шума может быть весьма эффективным в условиях эксплуатации для оценки состояния агрегата.

При работе газотурбинного агрегата все его узлы и детали совершают вынужденные и резонансные колебания механического и аэродинамического происхождения, что вызывает так называемую вибрацию двигателя. К источникам колебаний механического происхождения можно отнести разного рода соударения и взаимодействие различных деталей двигателя. Кисточникам

колебаний аэродинамического происхождения можно отнести пульсацию потока газов по газовоздушному тракту ГТУ, турбулентность процесса горения топлива в камере сгорания и т.п.

В зависимости от конструктивного исполнения ГТУ, ее сборки и монтажа, условий эксплуатации, вибрация элементов установки может быть самой различной. В некоторых случаях вибрация может стать такой значительной, что заставит пойти на вынужденную остановку агрегата. В противном случае повышенная вибрация может привести к быстрому износу и разрушению узлов двигателя, прежде всего тех, которые в наибольшей степени подвержены вибрации (лопатки, подшипники, узлы крепления корпуса двигателя и т.п.)

Все это вместе взятое приводит к необходимости измерять на КС вибрацию каждой ГТУ, чтобы на

базе большого числа замеров установить спектры характерных неисправностей двигателей и разработать критерии эффективной эксплуатации ГТУ на КС.

Кроме указанных методов, в условиях эксплуатации проводится диагностика температурного состояния деталей агрегата, прежде всего лопаток турбины, визуально-оптическая диагностика, позволяющая выявлять разрывы материала, трещины, неплотности, деформации, нарушение покрытий и изоляции камер сгорания, газовой турбины и т.п.

С помощью того или иного метода диагностики ГПА можно и весьма целесообразно прогнозировать изменение технического состояния агрегата с целью предупреждения вынужденных остановок ГПА, повышения эффективности их эксплуатации, определения видов и сроков проведения ремонтов.

Техническое состояние газоперекачивающего агрегата существенным образом сказывается на

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com