Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы диагностического обследования газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций. Учебное пособие
.pdf
Постепенный отказ характеризуется монотонным изменением
р
T
рез.
T
ппр
T
в
T
к
T
вппррезрк
TTTTT
одного или нескольких заданных параметров ГПА, например
снижением мощности агрегата из-за износа узлов и деталей.
Под понятием долговечность понимается способность агрегата
сохранять свою работоспособность при установленной системе
технического обслуживания и ремонта до наступления предельного
состояния.
Под предельным состоянием агрегата понимается состояние,
когда его дальнейшая эксплуатация должна быть прекращена
вследствие неустранимого отклонения заданных параметров от
установленных пределов или неустранимого снижения эффективности
эксплуатации ниже допустимой, или неустранимого нарушения
требований техники безопасности, или необходимости проведения
капитального ремонта.
Под понятием ремонтопригодность агрегата понимается его
приспособленность к предупреждению и обнаружению причин
возникновения отказов, повреждений и устранению их последствий
путём проведения ремонтов и технического обслуживания.
Под понятием «сохраняемость» понимается свойство агрегатов
сохранять исправное и работоспособное состояние в течение хранения
и после транспортировки.
В настоящее время оценка показателей надежности ГПА на
компрессорных станциях магистральных газопроводов
осуществляется системой показателей, основанных на определении
времени нахождения агрегата в том или ином эксплуатационном
состоянии:
суммарном времени нахождения агрегата в работе за
отчетный период;
времени нахождения агрегата в резерве ;
времени нахождения агрегата в плановом ремонте ;
времени вынужденного простоя агрегата за отчетный
период .
Обычно за отчетный период принимается календарный год:
= 365 дней.
71
На основе сопоставления приведенных временных состояний
вппрр
р
ти
TTT
T
K
вр
р
г
TT
T
K
к
резр
ог
T
TTK
r
r
T
T
р
0
r
T
K
в
в
агрегата и определяются показатели его надежности:
1. Коэффициент технического использования агрегата,
определяемый как отношение времени пребывания ГПА в работе ко
времени пребывания агрегата в работоспособном состоянии, времени
его вынужденных простоев и ремонтов за рассматриваемый период
эксплуатации.
.
2. Коэффициент готовности агрегата, определяемый как
отношение времени нахождения ГПА в работоспособном состоянии к
сумме времени нахождения его в рабочем состоянии и времени
вынужденного простоя:
.
3. Коэффициент оперативной готовности, определяемый как
отношение времени нахождения ГПА в работе или в резерве, к
общему календарному отрезку времени:
.
Коэффициент, характеризующий среднюю наработку агрегата
на число отказов ( ) в отчетном отрезке времени (наработка на отказ):
.
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 показывает, что
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 на уровне 2600 2900 ч.
72
Распределение значения наработки на отказ в условиях эксплуатации,
Тип ГПА
Количество ГПА, шт.
Наработка на
отказ, ч
ГТ-750-6
100
4500
ГТ-6-750
140
9800
ГТН-6
80
11500
ГТК-10
790
7900
ГПУ-10
270
6200
по типам агрегатов представлено в табл. 4.1.
Таблица 4.1
Наработка на отказ у ряда ГПА с газотурбинным приводом
Опыт эксплуатации агрегатов на газопроводах показывает, что в
настоящее время к агрегатам нового поколения, поступающим для
эксплуатации на КС, могут быть предъявлены следующие требования
(не менее):
коэффициент технического использования на уровне
0,930,95;
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.
Обеспечение указанных коэффициентов технического
состояния, высоких показателей наработки на отказ, безусловно,
выполняется при предотвращении неисправностей оборудования
ГПА. В табл. 4.2 представлены основные параметры работы ГПА,
влияющие на эффективность функционирования агрегатов.
73
Таблица 4.2
Вид
неисправности
Основные
эксплуатационные
причины
возникновения
неисправности
Изменение параметров
Условия: Ne=idem (ГТУ),
Q1Н/n=idem(ЦБН)
Изменение
проходной
площади
соплового
аппарата турбины
Коробление обоймы,
деформация, обрыв
лопаток
p4↓, T1↑, nвд↓, Gk↓, ηe↓
Увеличение
радиальных
зазоров
компрессора
Вибрация ротора,
перекос,
расцентровка
ротора, дефекты
подшипников
p4↓, T1↑, nвд↓, Gk↓, ηe↓
Увеличение
радиальных
зазоров турбины
Вибрация ротора,
перекос,
расцентровка
ротора, дефекты
подшипников,
коробление обоймы
p4↑, T1↑, nвд↓, Gk↓, ηe↓
Увеличение
зазоров в
концевых
уплотнениях
Вибрация ротора,
перекос,
расцентровка
ротора, дефекты
подшипников
p4↑, T1↑, nвд↑, Gk↑, ηe↓
Связь параметров работы ГПА с неисправностями, влияющими на
эффективность функционирование ГПА
74
Продолжение табл. 4.2
Негерметичность
воздушного
тракта
регенератора
Температурные
деформации при
пусках, остановах
ГПА
p4↑, T1↑, nвд↑, Gk↑, ηe↓
Вредный
подогрев на входе
компрессора
Отсутствие
изоляции на
регенераторах и
газоходах,
неправильная
компоновка ГПА на
КС, неплотность
запорных клапанов
систем
антиобледенения
p4↓, T1↑, nвд↑, Gk↓, ηe↓
Падение давления
входного тракта
ГТУ
Обледенение,
пылевые отложения,
эрозия
p4↑, T1↑, nвд↑, Gk↓, ηe↓
Падения давления
тракта высокого
давления
Пылевые
отложения, эрозия
p4↑, T1↑, nвд↓, Gk↓, ηe↓
Падение давления
выходного тракта
ГТУ
Деформация
p4↑, T1↑, nвд↑, Gk↑, ηe↓
Загрязнение
проточной части
компрессора
Уменьшение
эффективности
очистки воздуха,
невыполнение
периодических
чисток
p4↓, T1↑, nвд↓, Gk↓, ηe↓
Эрозия
нагнетателя
Уменьшение
эффективности
очистки газа
ηn↓, εн↓
75
Окончание табл. 4.2
Увеличение
зазора в
уплотнении ЦБН
Вибрация, осевой
сдвиг
ηn↓, Δi↓
Уменьшение
запаса
устойчивой
работы
компрессора
Уменьшение
проходной площади
ТВД, увеличение
сопротивление
входного тракта,
ускоренный запуск,
повышенный износ
лопаток
p4↓↑, T1↓↑, nвд↓↑, Gk↓↑,
вибрация, шум
Уменьшение
запаса
устойчивой
работы ЦБН
Уменьшение
массового расхода,
увеличение степени
сжатия
p2н↓↑, Т2н↓↑, nн↓↑,
вибрация, шум
5. Базовое диагностирование ГПА
Базовое диагностирование ГПА предназначено для регулярной
оперативной оценки технического состояния ГПА (ГТУ и ЦБН) по
критериям эффективности и надежности.
Результаты такой оценки используются для оптимизации
очередности и сроков проведения ремонтных работ, а также для
оптимизации режимов КЦ, КС и участков ГТС в целом.
Базовое диагностирование проводится, как правило, силами
эксплуатационного персонала.
5.1. Порядок проведения базового диагностирования ГПА
Периодичность базового диагностирования ГПА определяется
руководством эксплуатирующего предприятия на основе
рекомендаций специализированной диагностической организации с
учетом типа агрегата, его диагностического оснащения, имеющейся
информации о техническом состоянии эксплуатируемых ГПА на
основе ранее проведенных обследований, утвержденного планового
задания на транспорт газа, схемы и режима работы оборудования,
наличия трудовых ресурсов. Общие рекомендации по периодичности
76
проведения базового параметрического диагностирования ГПА
Условия работы ГПА:
Периодичность, причина
Эксплуатационные
условия
При «нулевом» или «стабильном» тренде 1
раз в 10 15 суток; с АСТД 1 раз в сутки.
Нештатные условия:
(после аварийного
останова ГПА,
помпажа ЦБН, чистки
(ремонта
газогенератора или
ГПА в целом).
1. Сразу после «ступенчатого» изменения
технического состояния ГТУ, ЦБН или
подозрения на него; перед выводом ГПА в
ремонт и непосредственно после ремонта;
2. Сразу после получения нестабильных
оценок (по тренду) при очередном базовом
диагностировании.
приведены в табл. 5.1.
Таблица 5.1
Общие рекомендации по периодичности проведения базового
параметрического диагностирования ГПА
Под эксплуатационными понимаются условия, при которых
загрузка ГПА определяется технологическим процессом транспорта
газа.
Базовое параметрическое диагностирование ГПА проводится на
одном стационарном режиме и не требует специально вывода агрегата
на определенный режим, а также изменения режима в процессе
диагностирования.
Под стационарным понимается режим работы ГПА с
постоянной загрузкой и установившимися (не имеющими тренда)
значениями измеряемых параметров. Контроль стационарности
проводится до начала диагностирования по показателям двух
параметров. Показателем «стационарного» режима является
постоянство в течении 10 минут на завершающем этапе цикла
измерений значения температуры за ЦБН и осредненного
(«сглаженного») значения температуры за турбиной. При
диагностировании производится не менее чем три цикла измерения
входных параметров. Полученные в ходе расчета данные
усредняются.
параметрическом диагностировании ГПА используются как штатные
Для выполнения замеров значений параметров при базовом
77
приборы (для диагностирования ГТУ), так и дополнительные,
Измеряемые величины
Допустимые
погрешности
Допустимые отклонения
отдельных отсчетов от
средних измерений
Барометрическое
давление, %
±0,25
0,5
Температура газа, %
±0,2
±0,1
Частота вращения, %
±0,25
±0,1
Избыточное давление
газа, кг/см2
±0,1
Перепад давления на
конфузоре ЦБН, мм рт.
ст.
2,0
Плотность
транспортируемого газа в
нормальных условиях, %
0,4
2,0
образцового и лабораторного классов точности (для диагностирования
ЦБН). В отдельных случаях при диагностировании ГТУ могут
использоваться и дополнительные средства измерения, если это
предусмотрено соответствующими программами.
В случае отсутствия точек подключения для дополнительных
измерительных приборов образцового и лабораторного классов
точности, на время проведения замеров штатные приборы заменяются
на приборы более высокого класса точности.
Погрешность измерений штатными приборами определена
классом используемых для каждого типа ГПА измерительных средств
и обеспечивается регламентированными поверками при их
метрологическом обслуживании.
Погрешность измерений дополнительными приборами не
должны превышать значений указанных в табл. 5.2.
Таблица 5.2
Сведения о допустимых значениях погрешности измерений
дополнительными приборами
78
Продолжение табл. 5.2
Температура воздуха
перед компрессором, ⁰С
0,5
2,0
Потери давления на срезе
входного патрубка
компрессора, кПа
0,05
0,001
Потери давления на срезе
выходного патрубка
турбины, кПа
0,05
0,001
Давление на выходе
воздушного компрессора,
МПа
0,02
0,05
№
Наименование
параметров
Обозначение
Результаты
измерений
Единицы
измерений
1
Атмосферное
давление
p
a
кПа
2
Температура
атмосферного
воздуха
T
a
⁰С
3
Температура
воздуха на входе
в компрессор
T
3
⁰С
При построении трендов выходных показателей,
характеризующих техническое состояние ГПА, при «сглаживании»
должны исключаться «уступы» значений, обусловленные заменой
датчиков и каналов измерений, включением – выключением системы
антиобледенения. Типовой перечень параметров, измеряемых при
базовом параметрическом диагностировании, представлен в табл. 5.3.
Таблица 5.3
Типовой перечень параметров, измеряемых при базовом
параметрическом диагностировании
79
Продолжение табл. 5.3
4
Падение
давления во
входном тракте
Δp
a
кПа
5
Частота
вращения ротора
НД
n
кнд
об/мин
6
Частота
вращения ротора
ВД
n
квд
об/мин
7
Частота
вращения ротора
СТ
n
ст
об/мин
8
Температура за
компрессором
T
4
⁰С
9
Температура
перед турбиной
T
т
⁰С
10
Температура
после турбины
T
2
⁰С
11
Давление за
компрессором
p
4
МПа
12
Падение
давления на
входе в турбину
Δp
p
кПа
13
Падение
давления на
выходе турбины
Δp
2
кПа
14
Давление
топливного газа
p
тг
МПа
15
Температура
топливного газа
T
тг
⁰С
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]