Разработка метода диагностики энергетического оборудования на основе показателей чувствительности

• Автор: Решетов, Анатолий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Чебоксары
• Количество страниц: 200 с. : ил.

1. Решение проблемных вопросов разработки и внедрения современных методов диагностики оборудования в рамках обзора литературных источников
1.1. Введение
1.2. Основные положения и задачи диагностики оборудования
1.2.1. Общая постановка задачи диагностики
1.2.2. Обеспечение промышленной безопасности объектов
1.2.3. Современные методы и средства вибродиагностического контроля,
его основные этапы развития
1.3. Выбор направления, стратегии, методов и средств диагностирования оборудования электромеханических систем
1.4. Комплексный подход к диагностике энергетического оборудования
и его обеспечение
1.5. Построение физико-математических моделей объектов диагностики и задачи исследований
1.6. Причины виброактивности систем электроприводов с синхронным электродвигателем, работающем в режиме вентильного двигателя
1.7. Выводы
2. Направление практического приложения показателей чувствительности
в исследуемой области
2.1. Общие замечания
2.2. Основные положения теории чувствительности и направление ее развития в области диагностики
2.3. Направление практического приложения показателей чувствительности в исследуемой области
2.4. Выводы
3. Разработка и внедрение метода диагностики энергетического оборудования на основе показателей чувствительности
3.1. Введение
3.2. Постановка задачи исследования
3.3. Направление разработки и внедрения новых методов диагностики энергетического оборудования
3.4. Сущность метода диагностики энергетического оборудования на
основе показателей чувствительности к резонансным возбуждениям
3.5. Алгоритм расчета уровней энергетических соотношений элементов оборудования электромеханических систем
3.6. Развитие разработанного метода диагностики энергетического оборудования
3.7. Выводы

4. Диагностика и практические приложения
4.1. Исходные соображения
4.2. Диагностика стендовой установки с судовым двигателем 8ЧН16,5/18,5: расчет и торсиографирование
4.2.1. Краткое описание стендовой установки и результаты
вычислительного анализа
4.2.2. Методика испытаний
4.2.3. Методика обработки материалов испытаний
4.2.4. Результаты экспериментальных испытаний
4.2.5. Выводы
4.3. Диагностика питательных электронасосов 2АЗМ-5000/6000-У4 +
зубчатая муфта + ПЭ 580-185-2 тепловых электростанций
4.3.1. Цель работы и обоснование необходимости ее постановки
4.3.2. Исходные данные. Основные характеристики системы. Методика исследования
4.3.3. Диагностика ПЭНов, опытная и экспериментальная проверка разработанного метода диагностирования
4.3.4. Выводы и рекомендации
4.4. Диагностика погружных электронасосов для глубинной добычи нефти
4.4.1. Цель работы и обоснование необходимости ее постановки
4.4.2. Основные характеристики системы. Методика диагностического исследования
4.4.3. Основные требования для создания надежных конструкций
погружных насосов
4.4.4. Определение динамических характеристик элементов механической части системы агрегата
4.4.5. Экспериментальное определение жесткости штатных вкладышей подшипников
4.4.6. Априорное исследование крутильно-изгибных колебаний валопровода
4.4.7. Вычислительный анализ свободных крутильных колебаний валопровода длинномерного насосного агрегата
4.4.8. Расчетный анализ свободных изгибных колебаний валопровода при штатных расстояниях между радиальными опорами
4.4.9. Определение степени влияния упругих характеристик штатных подшипников на отстройку системы от опасных резонансов
4.4.10. Отстройка системы от опасных резонансов
4.4.11. Выводы и рекомендации
Заключение
Список использованных источников
Приложение. Материалы внедрения и использования результатов научных разработок

Актуальность темы. В 3-м тысячелетии перед человечеством на одном из первых мест стоит политическая, научная, правовая и организационная проблема безопасности в самом широком смысле ее понимания: безопасность человека, семьи, предприятия, города, района, страны и в целом всей планеты. Гибель атомной подводной лодки «Курск», трагические события 11 сентября 2001 года в г.Нью-Йорке и г.Вашингтон, гибель гражданских самолетов в Украине в апреле 2001 г. и в Германии в июле 2002 г. (по вине наземного персонала), продолжающиеся крупные аварии на нефте-, газо- и продуктопроводах, пожары на больших территориях лесных массивов, наводнение на юге России, войны в Чечне, Ираке и т.д. наглядно показали колоссальное значение контроля и диагностики для безопасности всех стран и народов мира, поэтому это позволяет утверждать, что проблемой №1 в политическом плане, а следовательно, и в научном, становится проблема безопасности в широком диапазоне ее понимания. Главными и основными причинами возникновения аварийных ситуаций в промышленности являются, как правило, неподготовленность персонала, критический уровень износа оборудования, усталость и коррозия материала, нарушения производственной и технологической дисциплины, недостаток финансирования проектов в области безопасности и особенно недопустимо низкий уровень применяемых или вообще отсутствие диагностических информационных технологий [54, 55].
Ежегодно потери от техногенных аварий возрастают в России на 10-30%, при этом ежедневно происходит не менее 2-х техногенных аварий [54, 55]. В условиях, когда по оценке федеральной энергетической комиссии износ оборудования предприятий топливно-энергетического комплекса и машиностроительного профиля Российской Федерации в начале XXI века достиг 70% и более, надежное и безопасное их функционирование без эффективной системы диагностики невозможно. Все большее значение имеют методы и средства дефектоскопии, интроскопии, структуроскопии,

Изложенный алгоритм компьютерного построения физико-математических моделей динамических процессов в дискретных (дискретизуемых) системах энергетического оборудования, представленных совокупностью инерционных, диссипативных, упругих и силовых элементов может быть легко реализован [3, 67, 100, 153]. Решение вышеуказанных задач исследований также может быть осуществлено путем теоретического расчета априорного базиса проектируемой системы технической диагностики с использованием рассмотренного алгоритма.
1.6. Причины виброактивности систем электроприводов с синхронным электродвигателем, работающем в режиме вентильного двигателя
Одним из возможных способов оптимизации производительности и энергопотребления в электроэнергетике, топливной промышленности и на предприятиях машиностроительного профиля является внедрение регулируемых электроприводов, в том числе большой мощности и быстроходности (в диапазоне частот вращения от 60 об/мин до 12000 об/мин). В частности, установки мощных (до 40 МВт) и быстроходных (до 3000 об/мин) вентильных двигателей с синхронными машинами, питаемыми от полупроводниковых преобразователей в качестве электропривода насосов, вентиляторов и турбокомпрессоров при пуске или глубоком регулировании скорости могут вызвать появление опасных резонансов и значительный уровень вибрации. Поэтому в ряду НИОКР стоит проблема достоверной диагностики оборудования электромеханических и гидромеханических систем с целью его отстройки от опасных резонансов в рабочем диапазоне частот вращения, обнаружения дефектов эксплуатационного и конструктивно-монтажного характера, поиска мест зарождения дефектов и участков оборудования, подверженных накоплению усталостных повреждений [6-11].
Последнее включает: определение спектра частот свободных колебаний модели электромеханической и/или гидромеханической системы, а также функций чувствительности ее элементов к зарождению (накоплению) повреждений; анализ силового возбуждения - вычисление значений наиболее опасных режимов (гармоник) возбуждения реальной