Алгоритм идентификации предвестников аварийных остановов газоперекачивающих агрегатов

• Автор: Владимиров, Виктор Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 202 с. : ил.

1.1. Современное состояние методов и средств диагностирования газотранспортных производств.

1.2. Система автоматического управления САУ газоперекачивающими агрегатами ГПА

1.2.1. Назначение, состав и технические характеристики САУ ГПА

1.2.2. Алгоритмы обработки технологической информации, используемые в САУ ГПА

1.2.3. Формы представления технологической информации, собираемой САУ ГПА

1.3. Постановка задач исследования ГЛАВА 2. ОЦЕНКА АДЕКВАТНОСТИ

ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДАННЫМ НА ПРИМЕРЕ МЕТОДИКИ ОПЕРАТИВНОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ГПА
2.1. Методика оперативной параметрической диагностики технического состояния ГПА в условиях эксплуатации

2.2. Структура экспериментальных данных

2.3. Оценка адекватности детерминированных математических моделей, используемых в задаче параметрической диагностики ГПА, по экспериментальным результатам
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СТАТИСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГПА, ОСНОВАННОЙ НА МЕТОДЕ ГРУППОВОГО УЧЕТА АРГУМЕНТОВ
3.1. Основные сведения о методе группового учета аргументов
3.2. Методика построения математических моделей зависимостей технологических показателей ГПА от времени на основе метода группового учета аргументов
3.3. Анализ математических зависимостей технологических показателей от времени
3.4. Выводы
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ В ПРЕДАВАРИЙНЫЙ ПЕРИОД
4.1. Анализ особенностей математических моделей зависимостей технологических показателей от времени на временных интервалах, включающих аварийный останов ГА
4.2.Алгоритм обнаружения нредаварийного состояния П1А
4.3 Выводы ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПЕРЕЧЕНЬ ИЗМЕРЯЕМЫХ АНАЛОГОВЫХ И ВЫЧИСЛЯЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ САУ ГПА ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ЭКРАННЫЕ ФОРМЫ ГРУПП ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПЕРВОГО УРОВНЯ ЗАВИСИМОСТИ ЧИСЛА ОБОРОТОВ ТУРБИНЫ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ ОТ ВРЕМЕНИ
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВТОРОГО УРОВНЯ ЗАВИСИМОСТИ ЧИСЛА ОБОРОТОВ ТУРБИНЫ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ ОТ ВРЕМЕНИ ПРИЛОЖЕНИЕ 6. ЗАВИСИМОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОТ ВРЕМЕНИ, ОБНАРУЖИВАЮЩИЕ ВЫХОД ЗА ГРАНИЦЫ ДОВЕРИТЕЛЬНЫХ ИНТЕРВАЛОВ АГРЕГАТ
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. ЗАВИСИМОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОТ ВРЕМЕНИ, ОБНАРУЖИВАЮЩИЕ ВЫХОД ЗА ГРАНИЦЫ ДОВЕРИТЕЛЬНЫХ ИНТЕРВАЛОВ АГРЕГАТ
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. ЗАВИСИМОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОТ ВРЕМЕНИ, ОБНАРУЖИВАЮЩИЕ ВЫХОД ЗА ГРАНИЦЫ ДОВЕРИТЕЛЬНЫХ ИНТЕРВАЛОВ АГРЕГАТ
ПРИЛОЖЕНИЕ 9. ЗАВИСИМОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОГ ВРЕМЕНИ, ОБНАРУЖИВАЮЩИЕ ВЫХОД ЗА ГРАНИЦЫ ДОВЕРИТЕЛЬНЫХ ИНТЕРВАЛОВ АГРЕГАТ
СИС0К СОКРАЩЕНИЙ
АО аварийный останов
АП автоматический пуск
АС аварийная сигнализация
АСТД автоматизированная система технической диагностики
АЦП аналогоцифровой преобразователь
БВР блок аварийного включения резервной станции катодной защиты
БДРВ база данных реального времени
БПФ быстрое преобразование Фурье
ВД ротор высокого давления
вж верхние жалюзи
взк воздухозаборная камера
Вибр виброскорость
вк воздухозаборная камера
ВКУ видеоконтрольное устройство
вх вход
вых выход
ГПА газоперекачивающий агрегат
ГТУ газотурбинная установка
Д двигатель
зод задняя опора двигателя
ЗОИ задняя опора нагнетателя
ивк информационноизмерительный комплекс
им исполнительный механизм
ИУС информационноуправляющая система
квд компрессор высокого давления
кдс коммутатор дискретных сигналов
кпд коэффициент полезного действия
ктс коэффициент технического состояния
кц компрессорный цех
лс линия связи
МВБ модуль входвыход
МГУ А метод группового учета аргументов
МИК метод наименьших квадратов
мод модуль
н нагнетатель
НВС нормализатор высоковольтных сигналов
нд ротор низкого давления
НДС напряженнодеформированное состояние
ннс нормализатор низковольтных сигналов
ок осевой компрессор
отг объекты транспорта газа
пин блок преобразования напряжений
ПК А промышленный компьютер агрегатной автоматики
пкц промышленный компьютер диспетчера цеха
пли подсистема представления информации
под передняя опора двигателя
по программное обеспечение
ПОН передняя опора нагнетателя
ПС предупредительная сигнализация
ПУ пульт управления
ПУЭ правила устройства электроустановок
ОС осевой сдвиг
РДС распределитель дискретных сигналов
Рвз давление воздуха
Рг давление газа
АРконф перепад давления на конфузоре нагнетателя
Рм давление масла
ЛРмг переад давления маслогпз
Рраз давлении воздуха в воздухозаборной камере
Ртг давление топливного газа
САУ система автоматического управления
СКО среднеквадратическое отклонение
СМ масло смазки
ст силовая турбина
стд система технической диагностики
т температура
твд турбина высокого давления
Твд температура воды
Твз температура воздух
Тг температура газа
Тм температура масла
тнд турбина низкого давления
тс технологическая сигнализация
Ттг температура топливного газа
УЛО устройство логической обработки сигналов
УНС устройство нормализации сигналов
УПИ устройство представления информации
УТ утилизатор тепла
ЦАП цифроаналоговый преобразователь
ВВЕДЕНИЕ


В основу нормирования абсолютной вибрации заложены рекомендации международного стандарта ИСО , в котором в качестве критерия используется среднее квадратическое значение СКЗ виброскорости в диапазоне частот от Гц до 1 кГц. Они основаны на априорном допущении о том, что агрегаты, подобные по мощности, высоте оси вращения, частоте вращения, способам установки, условиям монтажа и эксплуатации имеют примерно одинаковые допустимые значения вибрации при достижении предельного состояния. В настоящее время базовым нормативным документом по вибрации является ГОСТ ИСО , введенным в действие на территории РФ в г. Гц, дополнительному нормированию подвергается СКЗ виброперемещеиия и виброускорения в соответствующей полосе частот. Причем в качестве критериев оценки используют не только абсолютное значение вибрации, но и их изменение в процессе эксплуатации. Нормы вибрации на машины конкретных типов разработаны в частях базового стандарта ГОСТ ИСО , а также ГОСТ 4 . Общие требования измерения относительной вибрации указаны в ГОСТ Р ИСО 1 , в котором используются те же два критерия. В качестве измеряемого параметра принят размах виброперемещения вала относительно корпуса подшипника. На базе данного стандарта в различных его частях вводятся нормы для различных машин. В настоящее время вводится международный стандарт по вибрации и ее анализу 1БО 9 . Различные дефекты узлов машин характеризуются различным распределением составляющих вибрации в ортогональных направлениях. Поэтому нормирование интенсивности вибрации корректно проводить раздельно по каждой пространственной составляющей вибросигнала в полосе частот, характерной для данного узла . Необходимость в различии оценки горизонтальной и вертикальной вибрации отмечается в стандартах УЭ1 , ГОСТ Р ИСО и др. Однако развитие того или иного дефекта в узле машины приводит не столько к увеличению суммарного значения вибрации, сколько к возрастанию амплитуды отдельных гармоник, даже незначительного относительно общего уровня, и поэтому организация контроля поведения отдельных частотных составляющих позволяет распознавать различные неисправности и следить за ходом их развития. Технически это реализуется при разложении вибросигнала в спектр с помощью преобразования Фурье. Эффективность использования спектрального анализа при дифференцированной оценке состояния узлов, показано в . Статистическое накопление и анализ корреляционноспектральных характеристик вибросигнала, проведенные применительно к оппозитным компрессорам, позволили установить их взаимосвязи с износом в узлах механизма движения . Существенную помощь при диагностировании и хорошим дополнением к экспериментальным методам оценки технического состояния машинного оборудования может служить компьютерное моделирование динамики и изнашивания узлов, позволяющее связать воедино изменение функциональных и динамических параметров машины с износом отдельных ее элементов и прогнозировать эти процессы на время будущей эксплуатации ,. Таким способом в работе определены гармоники вибрации основных дефектов поршневых компрессоров. Неисправный узел, работа которого сопровождается ударом, эффективней диагностировать с помощью анализа амплитуды огибающей вибросигнала. Этот метод базируется на том, что периодическая последовательность ударных импульсов, возбуждающая в той или иной степени весь спектр собственных частот механизма, наилучшим образом без помех, вызванных рабочим процессом, проявляется в высокочастотной области в виде амплитудной модуляции вибрационного процесса. Полосовая фильтрация высокочастотного сигнала с последующим преобразованием Гильберта либо детектированием и спектральным анализом амплитудной огибающей позволяет по частоте следования удара локализовать дефектный узел. Наибольшее применение этот метод нашел при контроле состояния подшипников качения и зубчатых передач. Его использование перспективно и для выявления некоторых дефектов поршневых компрессоров . При диагностировании зубчатых зацеплений или подшипников качения приходится сталкиваться с присутствием в спектре вибрации множества боковых составляющих в окрестности основных частот возбуждения, что приводит к затруднению при формировании информативного диагностического признака.