Оценка поврежденности насосных агрегатов по значениям параметров гармоник токов и напряжений электропривода

• Автор: Прахов, Иван Викторович
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 164 с. : ил.

Реферат
Диссертация 150 с., 57 рис., 34 табл., 114 источников, 3 прил.
НАСОСНЫЕ АГРЕГАТЫ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД, ВЫСШИЕ ГАРМОНИКИ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ, УГОЛ МЕЖДУ ТОКОМ И НАПРЯЖЕНИЕМ, УРОВЕНЬ ПОВРЕЖДЕННОСТИ, РЕЖИМЫ РАБОТЫ, ПОВРЕЖДЕНИЕ, ИСКУССТВЕННЫЕ НЕЙРОННЫЕ СЕТИ, ТЕОРИЯ ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА.
Объектом исследования являются насосные агрегаты нефтегазовых производств с электрическим приводом.
Цель работы - повышение безопасности эксплуатации насосных агрегатов
нефтегазовых производств разработкой метода, основанного на анализе взаимосвязи уровня поврежденности насосного агрегата с параметрами спектра гармоник токов и
напряжений, генерируемых двигателем электропривода.
В процессе выполнения работы проводились экспериментальные исследования влияния неисправностей элементов насосного оборудования на параметры высших гармонических составляющих токов и напряжений, генерируемых двигателем
электропривода.
В результате исследований разработан спектральный метод оценки уровня поврежденности насосных агрегатов для предотвращения аварийных ситуаций на предприятиях нефтегазовой отрасли из-за их внезапного отказа.
Степень внедрения - разработанный метод оценки уровня поврежденности насосных агрегатов с электрическим приводом принят к использованию в ОАО «Газпром нефтехим Салават», используется в учебном процессе в Филиале Уфимского государственного нефтяного технического университета в г. Салавате.
СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1 Проблема обеспечения пожарной и промышленной безопасности
технологических процессов нефтегазовой отрасли при неисправностях

насосного оборудования с электрическим приводом
1.1 Анализ аварийности на предприятиях нефтегазовой отрасли из-за
отказов насосного оборудования с электрическим приводом
1.2 Особенности условий эксплуатации и ремонта насосного

оборудования нефтегазовых производств
1.3 Виды повреждений в насосном оборудовании, причины их

возникновения и развития
1.4 Современные методы оценки технического состояния насосного

оборудования с электрическим приводом

Выводы по главе
2 Идентификация повреждений насосного оборудования с электрическим

приводом
2.1 Методы идентификации технического состояния насосного
оборудования
2.1.1 Метрические методы идентификации технического состояния
насосного оборудования
2.1.2 Методы динамической идентификации технического состояния
насосного оборудования
2.1.3 Применение метода нейронных сетей в задачах идентификации
технического состояния насосного оборудования
2.2 Влияние режимов работы и характерных повреждений насосного оборудования с электрическим приводом на генерирование высших

гармонических составляющих токов и напряжении
2.3 Разработка основных этапов исследований наносного оборудования с

электрическим приводом

Выводы по главе
3 Экспериментальные исследования взаимосвязи высших гармонических
составляющих токов и напряжений генерируемых двигателем электрического
привода с режимами работы и характерными повреждениями насосных

агрегатов
3 1 Разработка методики экспериментальных исследований
3.2 Приборное и программное обеспечение. Разработка

экспериментальной установки

3.3 Метрологическое обеспечение измерении
3.4 Исследование взаимосвязи режимов работы и характерных
повреждений насосных агрегатов, с параметрами генерируемых двигателем
электропривода высшими гармоническими составляющими токов и

напряжении
3.5 Определение взаимосвязи параметров высших гармонических
составляющих тока и напряжения от характера повреждения и режимов работы

насосных агрегатов

Выводы по главе
4 Разработка метода оценки уровня поврежденности насосного
оборудования, основанного на анализе параметров гармонических

составляющих токов и напряжении
4.1 Анализ результатов экспериментальных исследований
4.2 Разработка метода оценки уровня поврежденности насосных агрегатов по значениям параметров высших гармонических составляющих токов и напряжений, генерируемых двигателем электропривода
4.3 Разработка программно-аппаратного комплекса для определения уровня поврежденности насосных агрегатов с электрическим приводом
4.4 Использование программно-аппаратного комплекса для определения уровня поврежденности насосных агрегатов с электрическим

приводом на реальных объектах

Следует отдельно сказать о широко применяемых в настоящее время методах вибродиагностики. Современная вибродиагностика включает в себя не только простое определение общего уровня механических колебаний, но и анализ спектров вибрации, формы волны колебаний, фазовых углов колебаний, спектров огибающей высокочастотной вибрации и т.д. Применение современных методов вибродиагностики позволяет получить информацию о дефектах на ранней стадии их развития. Анализ изменения во времени частотных составляющих спектра вибрации позволяет прогнозировать момент, когда неисправность достигнет критического уровня, и принять меры для предотвращения аварийной остановки насосного оборудования. При установке и эксплуатации комплексных систем вибродиагностики предъявляются высокие критерии к качеству и месту монтажа в отношении возможности влияния вибрации от другого технологического
оборудования [4,104,70].
К основным повреждениям подшипников относится неправильная установка подшипников, поломка или трещины в корпусе подшипника или в сепараторе, изношенность подшипников, неудовлетворительная система смазки подшипников. Повреждения подшипников приводят к повышению температуры опор, повышению общего уровня вибрации, к осевому сдвигу вала. Контроль за состоянием подшипников во время работы насосного оборудования осуществляется вибрационными и тепловыми методами неразрушающего контроля. При тепловом методе контроля в настоящее время наиболее широкое применение нашли дистанционные инфракрасные пирометры и тепловизоры. Для определения технического состояния подшипников осуществляют непосредственный (путем установки датчиков на баббитовых вкладышах) или косвенный (измерение температуры масла на входе и выходе подшипника) тепловой контроль. Для определения осевого сдвига применяются оптические методы неразрушающего контроля. Для определения трещин в корпусе подшипника или в сепараторе, изношенность подшипника с разборкой агрегата во время ремонта используют преимущественно капиллярные и вихретоковые методы неразрушающего контроля (таблица 1.4) [104,70].
Повреждение уплотнений приводит к появлению течи и образования облака газа или лужи жидкости перекачиваемого (сжимаемого) вещества возле насосного оборудования. Контроль состояния уплотнений насосного оборудования осуществляется либо
визуально, либо с помощью газоанализаторов.
Обследование технического состояния соединительных муфт проводят при росте