Совершенствование удаленной диагностики газоперекачивающих агрегатов на базе штатного оборудования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Саубанов Оскар Маратович

• Саубанов Оскар Маратович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Саубанов Оскар Маратович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ И ПЕРСПЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ

ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ

1.1 Анализ текущего технического состояния газотурбинных двигателей судового и авиационного типа эксплуатируемых на компрессорных

станциях

1.2. Анализ современных методов и средств виброконтроля и диагностики газоперекачивающих агрегатов

1.3 Обоснование актуальности к переходу на обслуживание газоперекачивающих агрегатов по техническому состоянию

1.4 Выводы по главе

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА СТРАТЕГИИ УДАЛЕННОГО ПОЛОСОВОГО АНАЛИЗА ВИБРАЦИОННОГО СИГНАЛА ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ

АГРЕГАТОВ

2.1 Постановка задачи для разработки стратегии удаленного полосового

анализа вибрационного сигнала газоперекачивающих агрегатов

2.2. Методика проведения удаленного полосового анализа вибрации газотурбинных двигателей

2.2.1 Разработка методики удаленного нормируемого полосового анализа вибросигнала газотурбинных двигателей

2.2.2 Разработка методики ненормируемого полосового анализа вибросигнала газотурбинных двигателей

2.3 Разработка способа удаленного вибромониторинга центробежного компрессора газоперекачивающего агрегата

2.4 Выводы по главе

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УДАЛЕННОГО МОНИТОРИНГА ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ТИПА ДР59Л И АЛ-31СТ

3.1 Разработка системы удаленного вибромониторинга ГПУ-10 с газотурбинным двигателем типа ДР59Л

3.1.1 Обоснование возможности мониторинга технического состояния ГПА

по анализу спектров штатной виброаппаратуры

3.1.2 Разработка структурной схемы системы удаленного вибромониторинга ДР59Л

3.1.3 Разработка прототипа блока спектрального анализа для проведения удаленного вибромониторинга газотурбинных двигателей на базе штатной системы виброконтроля

3.1.4 Экспериментальная апробация блока спектрального анализа для проведения удаленного вибромониторинга

3.2 Разработка системы удаленного мониторинга ГПА-16Р «Уфа» с газотурбинным двигателем типа АЛ-31СТ

3.3 Разработка системы удаленного вибромониторинга центробежного компрессора газоперекачивающего агрегата

3.4 Анализ диагностических данных эксплуатационного дефекта газотурбинного двигателя АЛ-31СТ в разработанной системе вибромониторинга

3.5 Выводы и результаты по главе

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ВИБРАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ДЕФЕКТОВ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ СУДОВОГО И АВИАЦИОННОГО ТИПА

4.1 Разработка вибрационной модели дефектов газотурбинного двигателя судового типа ДР59Л

4.1.1 Расчет основных диагностических признаков подшипников ГПУ-10

4.1.2 Расчет диагностических признаков подшипников, возникающих от дополнительных источников вибраций

4.2 Разработка вибрационной модели дефектов газотурбинного двигателя

авиационного типа АЛ-31СТ

4.2.1 Методика организации удаленного полосового анализа двигателя

АЛ-31СТ

4.2.2. Применение методики ненормируемого полосового анализа вибросигнала газогенератора двигателя АЛ-31СТ

4.2.3. Применение методологии ненормируемого полосового анализа вибросигнала силовой турбины двигателя АЛ-31СТ

4.2.4. Разработка алгоритмов выявления дефектов газогенератора двигателя АЛ-31СТ

4.2.5 Разработка алгоритмов выявления дефектов силовой турбины двигателя АЛ-31 СТ

4.2.6 Анализ полноты диагностирования разработанной системы

вибромониторинга двигателя АЛ-31 СТ

4.3 Выводы и результаты по главе

Заключение

Список литературы

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Справка о внедрении

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Свидетельство о поверке вибростенда

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Акт испытаний блока спектрального анализа

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Справка о внедрении

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование удаленной диагностики газоперекачивающих агрегатов на базе штатного оборудования»

Актуальность темы исследования

На сегодняшний день в газовой промышленности России возникла насущная необходимость реконструкции парка основного технологического оборудования компрессорных станций (КС) - газоперекачивающих агрегатов (ГПА), - поскольку около 61% из них уже выработали, а еще около 18% дорабатывают назначенный производителем ресурс (на примере одного из дочерних газотранспортных Обществ ПАО «Газпром»).

Но поскольку темпы технического перевооружения в течение ближайших 10 лет будут недостаточными, необходимо обеспечивать надежность нагнетательного оборудования с околоресурсным и сверхресурсным сроком эксплуатации. Дополнительным фактором актуальности решения данной задачи является существенный рост стоимости ремонта агрегатов (газотурбинных двигателей) переработавший назначены ресурс, чем выше наработка агрегата, тем выше стоимость его ремонта, транспортных услуг и запасных частей. Затраты на обслуживание и ремонт являются одним из важнейших эксплуатационных показателей любой технической системы. Их оптимизация в тех случаях, когда система является ремонтопригодной, практически невозможна без эффективного контроля, мониторинга и диагностики технического состояния (ТС) системы.

В современных средствах мониторинга и диагностики роторных машин, основным видом анализируемых процессов становится корпусная вибрация. Вибрационные методы контроля эффективнее других, так как их можно осуществить в любое время без вмешательства в нормальную работу агрегата. Это означает, что именно системы вибромониторинга и диагностики в силу специфики временных вибрационных сигналов несут основную ответственность за общий контроль механического состояния оборудования и предотвращение аварийных отказов, связанных с развитием различных механических дефектов. Данные положения позволяют использовать нетрадиционные методы анализа

вибрационных сигналов с целью создания эффективных алгоритмов и критериев обнаружения зарождающихся эксплуатационных неисправностей узлов агрегата и критериев, нечувствительных к малоинформативным изменениям, которые могут иметь место, как при его нормальном состоянии, так и при развитии в нем дефектов. Поэтому поиск и разработка новых подходов к повышению надежности и эффективности диагностирования ГПА на основе создания и внедрения систем удаленного вибромониторинга технического состояния являются актуальной научной проблемой, решение которой имеет важное теоретическое и практическое значение.

Степень разработанности темы

Изучению вопроса разработки методов определения технического состояния компрессорного оборудования посвящены работы Акимова В.И., Балицкого Ф.Я., Баркова А.В., Байкова И.Р., Биргера И.А., Бесклетного М.Е, Васильева Ю.Н., Генкина М.Д., Гольдина А.С., Дубинского В.Г., Зарицкого С.П., Игуменцева Е.А., Карасева В.А., Костюкова В.Н., Китаева С.В., Куменко А.И., Лопатина А.С., Науменко А.П., Писаревского В.М., Полякова В.А., Русова В.А., Соловьева А.Б., Сидоренко М.К., Соловьевой А.Г., Тухбатуллина Ф.Г., Ширмана А.Р., Шаммазова А.М., Явленского К.Н. и др. Из иностранных ученых вопросами технической диагностики занимаются Randall R.B., Smith D.M , Steward R.M, Braun S.

Несмотря на большое количество публикаций по данной тематике, стоит отметить, что недостаточно работ, в которых разрабатывались методики полосового анализа уровня вибрации, реализуемые на штатном оборудовании компрессорных станций в условиях ограниченной информации.

Цель диссертационной работы

Повышение надежности газоперекачивающих агрегатов за счет разработки и внедрения системы удаленного мониторинга и диагностики вибрационных сигналов в режиме реального времени.

Основные задачи исследований

1 Анализ современного опыта контроля технического состояния газоперекачивающего оборудования, оценка эффективности применяемых подходов к выявлению дефектов газотурбинных двигателей (ГТД). Анализ перспектив перехода на обслуживание ГПА по техническому состоянию с применением стационарных систем вибромониторинга.

2 Разработка методики удаленного полосового анализа вибрационного сигнала ГПА в режиме реального времени, реализуемой на базе штатного оборудования компрессорных станций.

3 Разработка и апробация системы вибромониторинга газотурбинных двигателей и центробежных компрессоров ГПА с возможностью удаленного полосового анализа вибрационных сигналов на базе штатной системы виброконтроля агрегатной автоматики. Анализ результатов экспериментальных данных при апробации разрабатываемой системы на газотурбинных двигателях в условиях КС.

4 Создание вибрационных моделей дефектов газотурбинных двигателей судового и авиационного типов с указанием полосовых норм и дефектных признаков. Разработка критериев оценки технического состояния указанных приводов путем совершенствования имеющихся заводских методик вибрационного контроля и проведения статистического анализа на основе исторических данных вибрационных обследований парка двигателей.

Научная новизна

1 Доказана возможность реализации удаленного полосового частотного анализа вибрационных сигналов ГПА средствами только штатного оборудования КС, а также разработаны методы, позволяющие расширить их функциональные диагностические возможности и повысить полноту диагностирования в 3,5 раза.

2 На основе проведенных исследований установлены закономерности изменения величин виброскорости в полосах частот в зависимости от степени поврежденности узлов ГТД, на основе которых предложены вибрационные

критерии дефектного состояния судового ДР59Л и авиационного АЛ-31СТ типа приводных газотурбинных двигателей, отличающиеся тем, что сформированы поузловые нормы вибрации 23 узкополосных составляющих спектра, а также критерии оценки технического состояния по вибросигналу в режиме реального времени.

Теоретическая значимость

1 Разработаны методики удаленного полосового анализа корпусной вибрации газотурбинных двигателей в реальном масштабе времени по уровню известных нормативных значений и статистически определенных для конкретного ГТД величин вибрации в заданных полосах частот, позволяющие оценить техническое состояние узлов, определить изменения вибрации в выделенных полосах частот и выполнить оценку вибросостояния по приближению к предупредительным уровням, свидетельствующим об ухудшении технического состояния узла двигателя.

2 Разработана методика удаленного мониторинга вибрации подшипниковых опор центробежных компрессоров ГПА, основанная на контроле за отклонением их вибрационных характеристик, зависящих от частоты вращения вала относительно эталонной базовой линии. По данным отклонениям составлен перечень возможных дефектов ЦБК, вызвавших рост вибрации.

3 Предложена методика проведения удаленного контроля уровня вибрации ГПА с использованием штатного оборудования КС.

4 Установлены закономерности изменения величин вибрации в полосах частот в зависимости от изменения состояния узлов ГТД, которые определены вероятностно-статистическим методом принятий решений при научном обосновании полос контроля вибрации, что позволило получить пороговые значения виброскорости в 23 узкополосных составляющих спектра вибрации, соответствующие дефектному состоянию подконтрольного узла газотурбинного двигателя АЛ-31СТ с известной вероятностью пропуска опасного состояния.

Практическая значимость

Предложены схемы и алгоритмы реализации системы удаленного вибромониторинга газотурбинных двигателей типа ДР59Л и АЛ-31СТ на базе штатной системы виброконтроля типа ИВ-Д-ПФ в составе системы автоматического управления и регулирования (САУиР) ГПА типа МСКУ-СГ. На основе сравнения с поверенными виброанализатором типа АСДО-ВА-04 экспериментально установлено, что вибродатчики штатной системы виброконтроля ГПА данного типа могут применяться для удаленного полосового анализа вибрации и корректной оценки текущего технического состояния ГПА в режиме реального времени. Разработан и апробирован блок спектрального анализа (БСА) интегрированный в штатную систему виброконтроля. Успешно проведены эксплуатационные 72-часовые испытания БСА в составе САУиР ГПА ст. № 33 КС-19А «Шаран» (ГПУ-10-01), показавшие корректность применения вибросигнала от штатной системы виброконтроля для реализации удаленного вибрационного мониторинга и оценки технического состояния судового привода типа ДР59Л.

Интегрированный в штатную систему виброконтроля БСА позволил реализовать удаленный полосовой анализ вибросигналов ГПА без внедрения аналогичных дорогостоящих и сложных коммерческих систем вибромониторинга и диагностики. За счет данного внедрения расширены функциональные диагностические возможности штатной системы вибромониторинга, при этом ее полнота диагностирования увеличена в 3,5 раза по сравнению с действующими подходами диагностического обслуживания ГПА. Полученные в результате обработки экспериментальных данных полосовые нормы вибрации двигателя АЛ-31СТ реализованы в системе удаленного трендового контроля параметров работы двигателя в виде отдельной подсистемы вибромониторинга.

Разработанная система вибромониторинга АЛ-31СТ успешно проходит опытно-промышленную эксплуатацию на КС ООО «Газпром трансгаз Уфа». Результаты анализа узкополосных составляющих спектра корпусной вибрации со

штатных датчиков, предшествующих трем аварийным отказам на ГПА КС «Москово» позволил выявить перечень дефектных признаков и типовой характер изменения вибрации отдельных составляющих спектра фиксируемых системой. Данный опыт был применен при интерпретации дефекта типа «расцентровка роторов компрессора и турбины низкого давления (КНД и ТНД)» на ГПА ст. № 12 КС-5 «Москово» до момента разрушения узлов газотурбинного двигателя.

Результаты исследований используются в учебном процессе ФГБОУ ВО «УГНТУ» и представлены в учебном пособии «Техническая диагностика нефтегазоперекачивающего оборудования» при подготовке бакалавров по направлению 131000 «Нефтегазовое дело» и магистров по направлению 21.04.01 «Нефтегазовое дело».

Методология и методы исследования

Для решения поставленных задач использовались методы вибрационного диагностирования, теория колебаний роторных машин, спектральный-корреляционный анализ данных, аналитические и экспериментальные исследования влияния дефектов на амплитудные характеристики в полосах частот, а также вероятностно-статистические методы принятий решений. Дополнительным источником информации для статистической обработки стали данные, полученные в результате работы систем вибромониторинга ГТД, реализованных на штатном оборудовании компрессорных станций ООО «Газпром трансгаз Уфа».

Положения, выносимые на защиту

1 Разработанная методика нормируемого и ненормируемого полосового анализа вибросигнала ГПА, реализуемая на штатном оборудовании КС.

2 Структурные алгоритмы систем вибромониторинга ДР59Л/АЛ-31СТ на базе штатной виброаппаратуры типа ИВ-Д-ПФ с использованием промышленных каналов связи.

3 Результаты экспериментальных исследований по апробации разработанного блока спектрального анализа, внедренного в состав штатной виброаппаратуры САУиР ГПА в условиях КС.

4 Полосовые частотные диапазоны контроля и нормы вибрации, полученные расчетным методом при обработке массива статистических данных вибрационных обследований парка ГТД на различных циклах их эксплуатации.

5 Вибрационные критерии технического состояния узлов газотурбинных двигателей ДР59Л и АЛ-31СТ полученные в результате доработки заводской методики поузлового вибрационного диагностирования ГТД в условиях эксплуатации и построения среднестатистических масок спектра усредненных по парку двигателей в штатных точках замера уровня вибрации предусмотренных технической документацией.

Степень достоверности и апробация результатов

Результаты, полученные при выполнении диссертационной работы, строго обоснованы математическим аппаратом, теории вероятности и математической статистики, средствами технических измерений и контроля, а также принципами системного подхода. Отдельные результаты исследования подтверждены контрольными испытаниями ГПА на КС ООО «Газпром трансгаз Уфа».

Основные положения диссертационной работы докладывались на следующих мероприятиях: Международная конференция молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники» (г. Уфа, 2013, 2014), Международная учебно-научно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт» (г. Уфа, 2013, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019), Научно-техническая конференция молодежи АО «Транснефть-Урал» (г. Уфа, 2015), Производственно-техническая конференция молодых ученых и специалистов ООО «Газпром трансгаз Уфа» (г. Уфа, 2015, 2017, 2018), Всероссийская конференция молодых ученых, специалистов и студентов «Новые технологии в газовой промышленности (нефть, газ, энергетика) (г. Москва, 2015, 2019), Юбилейная 70-я международная молодежная научно-практическая конференция «Нефть и газ» приуроченной к III Национальному нефтегазовому

форуму (г. Москва, 2016), Международная научно-техническая конференция, посвященная памяти академика А.Х. Мирзаджанзаде (г. Уфа, 2016), Международная конференция «Динамика и виброакустика машин» (г. Самара, 2016), Международная научная конференция посвященная 100-летию Республики Башкортостан «Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии, и нефтяного дела» (г. Уфа, 2017), Международная молодежная научная конференция «Наукоемкие технологии в решении проблем нефтегазового комплекса (г. Уфа, 2018).

Основные результаты диссертационной работы получены лично автором и при его непосредственном авторском надзоре на всех этапах исследования: при постановке конкретных задач, разработке технологических схем доработки штатной виброаппаратуры САУиР ГПА, критериев оценки технического состояния ГПА, проведении всех экспериментов, обработке, анализе и обобщении полученных данных. Совместные результаты представлены с согласия соавторов.

Публикации

По теме диссертационной работы имеется 22 публикации, в том числе 1 учебное пособие, 4 публикации в изданиях, входящих в перечень ВАК, 2 публикации в изданиях, индексированные в Scopus и/или Web Of Science, 1 патент РФ на полезную модель.

Различные части диссертационной работы выполнялись при поддержке грантов: программа «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» -договор №9438ГУ/2015, грант УГНТУ для аспирантов, обучающихся по приоритетным направлениям подготовки (приказ УГНТУ от 05.03.2018 № 232-1).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных выводов, списка литературы из 137 наименований и 4 приложений; изложена на 187 страницах машинописного текста и содержит 42 рисунка и 28 таблиц.

ГЛАВА 1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ И ПЕРСПЕКТИВЫ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ

1.1 Анализ текущего технического состояния газотурбинных двигателей судового и авиационного типа эксплуатируемых на компрессорных станциях

Обеспечение надежной и бесперебойной поставки природного газа как на внешние, так и внутренние рынки сбыта является первостепенной задачей для ПАО «Газпром» - крупнейшего газового концерна мира и одного из флагманов Российской экономики [1,3,18].

Решение возлагаемых на компанию задач невозможно без надежной и бесперебойной работы Единой системы газоснабжения (ЕСГ) нашей страны которая включает в себя большое количество сложных систем, таких как магистральный газопровод (МГ), оборудование компрессорный станций (КС) и многое другое [1,7,8,67,68].

Отказы ГПА, особенно приводящие к досрочному съему приводных двигателей, приводят к вынужденному простою системы, снижению работоспособности ЕСГ, повышению рисков срыва планов транспорта газа, и как итог, дополнительному увеличению стоимости транспортировки газа [3,17,22,29,67]. Обеспечение надежности работы ГПА бесспорно является одним из приоритетных направлений деятельности ПАО «Газпром». Принято считать, что ГПА имеет критическое значение для технологического процесса транспорта газа и именно их надежность вносит весомый вклад в надежность работы всей ЕСГ [7,8,11,12].

В настоящее время, в ПАО «Газпром» в эксплуатации находится порядка 700 компрессорных цехов с более чем 3,5 тысячами газоперекачивающих агрегатов (ГПА) оснащенными газотурбинными двигателями (ГТД). Свыше полутора тысяч из которых являются конвертированными судовыми и

авиационными двигателями (38 % и 43 % всего парка двигателей в отрасли) требующими выполнения капитальных ремонтов в заводских условиях при выработке межремонтного ресурса (25 000 часов) [67].

Технический уровень газотурбинных ГПА оказывает существенное влияние на показатели транспорта газа, т.к. стоимость КС составляет не менее 25 % общей стоимости газопровода, а расход топливного газа на работу ГТД - 5-10 % от транспортируемого газа [67].

Изучению вопроса разработки методов определения технического состояния компрессорного оборудования посвящены работы Акимова В.И., Балицкого Ф.Я., Баркова А.В., Байкова И.Р., Биргера И.А., Бесклетного М.Е, Васильева Ю.Н., Генкина М.Д., Гольдина А.С., Дубинского В.Г., Зарицкого С.П., Игуменцева Е.А., Карасева В.А., Костюкова В.Н., Китаева С.В., Куменко А.И., Лопатина А.С., Науменко А.П., Писаревского В.М., Полякова В.А., Русова В.А., Соловьева А.Б., Сидоренко М.К., Соловьевой А.Г., Тухбатуллина Ф.Г., Ширмана А.Р., Шаммазова А.М., Явленского К.Н. и др. [2,8,9,13,15,17,26,35,39,53,58,62, 68,72,75,77,84,88,89, 88,89,97,112,115,116,118].

Из иностранных ученых вопросами технической диагностики занимаются Braun S., Cempel С., Hill J.W., Smith D.M., Steward R.M [124,129,131,134,135].

Основополагающие научные разработки в области создания методов и средств оценки технического состояния ГПА представлены трудами Тухбатуллина Ф.Г., Зарицкого С.П., Лопатина А.С., Бесклетного М.Е., Васильева Ю.Н., Микаэляна Э.А. и др. [112,57,77,15,81].

Длительная эксплуатация ГПА сверх нормируемого заводского ресурса сопровождается снижением технических характеристик, а также показателей энергоэффективности и надежности их работы [1,15,22,23,67,118,119,122,123].

Газоперекачивающие агрегаты ГПУ-10 и ГТК-10М, находящиеся в эксплуатации в семи компрессорных цехах ООО «Газпром трансгаз Уфа» введены в эксплуатацию в период с 1980 по 1984 года. Данные типы агрегатов составляют основную часть (65%) всего парка ГПА предприятия. Средняя наработка

агрегатов ГТК-10М с начала эксплуатации составляет более 180 тыс. часов, что значительно превышает установленный заводом-изготовителем ресурс в 100 тыс. часов наработки.

Наработка с начала эксплуатации 29 % ЦБК на КС находится в диапазоне от 170 до 200 тыс. часов, а средняя скорость выработки ресурса 200 тыс. часов составляет 5-6 % в год от общего числа ЦБК.

Выработан назначенный ресурс 66,7% газотурбинных конвертированных судовых двигателей типа ДР59Л, предназначенных для привода нагнетателей газоперекачивающих агрегатов ГПУ-10. Из них наработка 20 % двигателей превышает 90 тыс. часов при назначенном ресурсе 65 000 часов, при этом, назначенный срок службы 15 лет выработан у всех ДР59Л и составляет в среднем 30 лет.

На Рисунке 1.1 представлено распределение парка ГПА на КС ООО «Газпром трансгаз Уфа» по срокам эксплуатации.

Рисунок 1.1 - Распределение парка ГПА на КС ООО «Газпром трансгаз Уфа»

по срокам эксплуатации

Из Рисунка 1.1 видно, что свыше 62 % ГПА эксплуатируются более 35 лет, что как минимум в 2 раза больше назначенного ресурса (срока). Весомый вклад в средний возраст ГПА вносит ГПУ-10 и ГТК-10 (65% всего парка ГПА на КС ООО «Газпром трансгаз Уфа»).

□ свыше 35 лет

□ от 20 до 30 лет

□ до 20 лет

Эксплуатация ГПА сверх нормативного ресурса сопровождается низкой эффективностью работы и высокой вероятностью внезапных отказов с разрушением. При этом затраты на диагностику, техническое обслуживание и ремонт ГПА с повышением наработки увеличиваются пропорционально, т.е чем больше наработка ГПА, тем дороже его плановый ремонт и техническое обслуживание.

Оборудование стареет, вероятность отказа увеличивается при этом объемов выполненных ремонтов явно недостаточно [6,30,33,116,132].

Значительно изношены базовые узлы и детали ГПА (роторы и сменные проточные части ЦБК), а также блоки и системы ГПА (КВОУ, шахты выхлопа, АВО масла, автоматические установки пожаротушения, системы маслоснабжения).

Пока достаточно благоприятная ситуация складывается с эксплуатацией ГПА-16Р «Уфа», в состав которого входит перспективный газотурбинный двигатель авиационного типа АЛ-31СТ большей мощностью и КПД (35,5 % согласно ТУ), по сравнению судовыми приводами (27,6 % согласно ТУ) [61,87].

В настоящее время свыше 75 двигателей типа АЛ-31СТ эксплуатируются в составе ГПА на шести газотранспортных предприятиях ПАО «Газпром», 25 из которых задействованы на объектах ООО «Газпром трансгаз Уфа» [3,87]. Данные типы двигателей эксплуатируются относительно небольшой период времени, общая наработка парка двигателей АЛ-31СТ в отрасли составляет около 1,5 млн. часов, что значительно меньше судовых и стационарных двигателей [3].

В тоже время, многолетний опыт эксплуатации данного типа двигателей в условиях КС позволил выявить ряд конструктивных недоработок, проблемных вопросов, и так называемых «слабых мест», приводящих к потере их работоспособности и досрочному съему.

К основным причинам этого можно отнести [3]:

- разрушение рабочих лопаток компрессоров и турбин высокого и низкого давления;

- разрушение и/или повреждения элементов камеры сгорания;

- разрушение и/или повреждение других элементов газовоздушного

тракта;

- заклинивание роторов низкого и высокого давления;

- помпаж осевого компрессора;

- коксование эксплуатационного масла в опорах СТ.

Анализ данных аварийных остановов (АО) показал, что, во-первых, характер развития дефектов от зарождения до разрушения имеет скоротечный (молниеносный) характер длительностью, как правило от 2 до 15 минут, а во-вторых, необходима формализация комплексных диагностических признаков дефектов и определение порядка действий эксплуатационного персонала для своевременного реагирования при наступлении предаварийной ситуации. Безусловно, для двигателей АЛ-31СТ, критически важно обеспечить выявление дефектов с коротким циклом развития, прежде всего, чтобы избежать последствий вторичных разрушений и сократить затраты на восстановительный ремонт.

За период эксплуатации с 2003 по 2012 гг. в отрасли зафиксировано 86 шт. отказов ГПА серии «Уфа» (с газотурбинными двигателями АЛ-31СТ), при этом было произведено 58 досрочных аварийных съемов, в том числе для проведения конструктивных доработок [3].

С целью выявления причин АО рассматриваемых типов ГПА проведен сравнительный статистический анализ причин вынужденных и аварийных остановов ГПА за период с 2009 по 2019 гг. эксплуатации на КС одного из дочерних Обществ ПАО «Газпром». На Рисунке 1.2 представлена диаграмма причин отказов ГПУ-10/ГПУ-10-01 и ГПА-16Р АЛ (с двигателями АЛ-31СТ) в процентном соотношении.

ГПУ-Ю/ГПУ-10-01 ГПА-16Р АЛ

■ Система электроснабжения ■ Мех.часть ■ BAO с разрушением узлов

■ САУ ГПА ■ Нарушения ПТЭ ■ Прочее

Рисунок 1.2 - Анализ причин отказов ГПУ-10/ГПУ-10-01 и ГПА-16Р АЛ за

период с 2010 по 2019 гг.

Из диаграммы видно, что при одинаковом соотношении отказов по системам автоматического управления ГПА (29 %) заметно различие отказов по механической части, в том числе с разрушением узлов. Несмотря на то, что у ГПУ-10(10-01) отказов по механической части больше (44 %), лишь 7% их них привели к разрушению узлов и деталей двигателя, а значит стали причиной досрочного съема двигателя (ДСД) и проведения восстановительного ремонта, несущего за собой дополнительные расходы. При этой отказы ГПА-16Р АЛ в 28% случаев приводили к ДСД, таким образом, данное соотношение более критично с точки зрения обеспечения надежности оборудования и повышения издержек производства.

Аналогичный анализ причин произошедших досрочных съемов ГТД ПАО «Газпром» за период с 2009 по 2019 годы показал, что основной причиной является разрушение и повреждение лопаточного аппарата компрессора (44 % от общего числа ДСД), подшипников (24%), лопаточного аппарата турбинной части газогенератора (17 % от общего числа ДСД).

Стоимость ремонтно-восстановительных работ на рассматриваемых двигателях после разрушения узлов исчисляется десятками миллионов рублей, а

срок их выполнения достигает 90 дней и более, в течение которых привод не используется в процессе транспортировки газа [19,30,35,36].

Для подтверждения актуальности исследуемой проблематики проведен анализ показателей надежности рассматриваемых ГПА за пятилетний период эксплуатации. На Рисунке 1.3 представлена диаграмма количества отказов по типам ГПА за период с 2012 по 2017 гг.

На Рисунке 1.3 видно, что пик отказов ГПА серии «Уфа» (17 ед.) пришелся на 2012 год эксплуатации, причем 11 из них (65%) были связаны с разрушением проточной части двигателей. Начиная с 2013 года, ситуация изменилась вследствие проведения комплексного плана мероприятий по повышению надежности ГПА серии «Уфа», в которой принимали участие как завод-изготовитель (разработчик) двигателя, так и эксплуатирующая данный тип агрегатов организация.

Рисунок 1.3 - Количество отказов ГПА за 2010-2017 гг.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Саубанов Оскар Маратович, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамов, И.Л. Вибродиагностика энергетического оборудования: Учебное пособие по дисциплине «Диагностика в теплоэнергетике» / И.Л. Абрамов. - Кемерово: КузГТУ, 2011. - 81 с. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://b-ok.cc/book/2987898/abbe6c.

2. Акимов, В.И. Разработка комплексного подхода к определению технического состояния насосно-компрессорного оборудования / В.И. Акимов, О.М. Саубанов, Р.М. Харисов, А.Р. Валеев, Р.Р. Ташбулатов // Трубопроводный транспорт. Теория и практика. - 2018. - №5 (69). - С. 18-25.

3. Акимов, В.И. Влияние неоднородности и колебаний эксплуатационных параметров работ ГПА на техническое состояние узлов газотурбинного привода: дис. ... канд. техн. наук: 05.02.13 / Акимов Владимир Ильич - Уфа., 2020. - 144 с.

4. Аксенов, К.А. Отчет. Применение метода ударных импульсов SPM для диагностики подшипников качения на ООО «КИНЕФ» / К.А. Аксенов, В.Ф. Кашин. - Кириши: ООО «КИНЕФ», 1999 - 18 с.

5. Антонова, Е.О. Мониторинг силовых агрегатов на компрессорных станциях / Е.О. Антонова, И.А. Иванов, О.А. Степанов, М.Н. Чекардовский -СПб.: Недра, 1998. - 216 с.

6. Артоболевский И.И. Введение в акустическую динамику машин / И.И. Артоболевский, Ю.И. Бабровский, М.Д. Генкин. - М.: Наука, 1979. - 295 с.

7. Балицкий, Ф.Я. Виброакустическая диагностика зарождающихся дефектов / Ф.Я. Балицкий, М.А. Иванова, А.Г. Соколова, Е.И. Хомяков.- М.: Наука, 1984.-120с.

8. Балицкий, Ф.Я. Дискриминантный анализ вибрации машин и ранее обнаружение признаков деградации технического состояния (на примере имитационной модели дефектов) / Ф.Я. Балицкий, Г.В. Долаберидзэ, А.Г.

Соколова, М.А. Иванова. // Проблема машиностроения и автоматизации - 2010. -№2. - С 59 - 66.

9. Барков, A.B. Диагностика и прогнозирование технического состояния подшипников качения по их виброакустическим характеристикам / A.B. Барков // Судостроение, 1985. - № 3. - С.21-23.

10. Барков, А.В. Диагностическое обслуживание предприятий - основа перевода оборудования на ремонт по состоянию / А.В. Барков, В.В. Тулугуров // Энергетика и промышленность России. - 2002. - Выпуск 25 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://subscribe.ru/archive/media.news.press.epr/200208/ 22024110.html.

11. Барков, А.В. Мониторинг и диагностика роторных машин по вибрации. Учебное пособие / А.В. Барков Н.А. Баркова, Ю.А. Азовцев - СПб.: СПбГМТУ, 2004. -156 с.

12. Барков, Г. А. Надежная работа подшипниковых узлов оборудования. Применение метода ударных импульсов SPM / Г. А. Барков. - Санкт-Петербург: ООО «Техническая Диагностика и Мониторинг», 2010. - 18 с.

13. Байков, И.Р. Оценка параметров надежности агрегатов перекачки магистрального газа / И.Р. Байков, О.В. Смородова, С.В. Китаев // Нефтегазовое дело. -2017. - №1. - С. 96-107.

14. Белоусов, А.И. Прочностная надежность деталей турбомашин / Белоусов А.И., Баргер И.А.- Куйбышев: КУИИ, 1983.-75с.

15. Бесклетный, М.Е. Вибрационная диагностика дисбаланса ротора газотурбинной установки ГТ-750-6 / М.Е. Бесклетный, Е.А. Игуменцев М.: Энергомашиностроение. 1980. №4. С27 - 29.

16. Бидерман, В.Л. Теория механических колебаний / В.Л. Бидерман:- М.: Высшая школа, 1980.- 408с.

17. Биргер, И.А. Динамика авиационных газотурбинных двигателей / И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр.- М.: Машиностороение, 1981.-232с.

18. Биргер, И.А. Техническая диагностика / И.А. Биргер. - М.: Машиностроение, 1978. - 240 с.

19. Биргер, И.А. Техническая диагностика / И.А. Биргер.- М.: Ленанд, 2019.-240 с.

20. Богданов, Е.А. Основы технической диагностики нефтегазового оборудования: Учеб. пособие для вузов / Е.А. Богданов. - М.: Высш. шк., 2006. -279 с.

21. Болотин, В.В. Прогнозирование ресурсов машин и конструкций / В.В. Болотин.- М.: Машиностроение, 1984.-312с.

22. Браун, Д. Анализ вибраций роликовых и шариковых подшипников: Пер. с англ.- Конструирование и технология машиностроения / Д. Браун. - М.: Мир, 1979.- т. 101, №1.- с.65-82.

23. Валеев, А.Р. Уменьшение динамических воздействий на объекты магистральных нефтегазопроводов : дис. ... канд. техн. наук : 25.00.19 / Валеев Анвар Рашитович. - Уфа, 2013.- 180 с.

24. Валеев, А.Р. Перспективы внедрения автоматизированной системы контроля фактического состояния насосного оборудования / А.Р. Валеев, О.М. Саубанов // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья -2014. - №4 - С.19 - 23.

25. Валеев, А.Р. Техническая диагностика нефтегазоперекачивающего оборудования:учебное пособие / А.Р. Валеев, М.М. Велиев, Э.М. Велиев, О.М. Саубанов - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2020. - 90 с.

26. Васильев, Ю.Н. Вибрационный контроль технического состояния газотурбинных газоперекачивающих агрегатов / Ю.Н. Васильев, М.Е. Бесклетный, Е.А. Игуменцев. - М.: Недра, 1987. - 197 с.

27. Васильев, Ю.Н. Причины поломок осевого компрессора газотурбинного ГПА / Ю.Н. Васильев, В.Л. Христензен, Е.А. Игуменцев // РИ ВНИИЭгазпром. Транспорт и хранение газа.- 1982.- №1.-с.21-26.

28. Вибрации в технике: справочник в 6-ти т. / Ред. В.Н. Челомей. - М.: Машиностроение, 1978: Т.3. Колебания машин, конструкций и их элементов/ Под ред. Ф.М. Диментберга, К.С. Колесникова. - 1980. - 544 с.

29. Вибрации в технике: справочник в 6-ти т. / Ред. В.Н. Челомей. - М.: Машиностроение, 1978: Т.6. Защита от вибрации и ударов / Под ред. К.В. Фролова. - 1981. - 456 с

30. Вибродиагностика: Моногр. / Розенберг Г.Ш., Мадорский Е.З., Голуб Е.С. и др.; Под редакцией ГШ Розенберга. - СПб.: ПЭИПК, 2003. - 284 с.

31. Виноградов, С.М. Стендовые испытания приводов ГПА в условиях ремонтного предприятия / С.М. Виноградов, И.В. Гаранин, В.Г. Кульчихин и др. // Изд-во Наука, М.: - 2006. - 165 с.

32. Временные нормативы полосовых уставок для спектрального вибромониторинга газоперекачивающих агрегатов ОАО "Газпром", утвержденные 02.04.2001 г. начальником управления по транспортировке газа и газового конденсата ОАО «Газпром» А.З. Шайхутдиновым.

33. Временные нормативы полосовых уставок (НПУ) для спектрального вибромониторинга газоперекачивающих агрегатов ОАО «Газпром». ИТЦ «Оргтехдиагностика», ДАО «Оргэнергогаз» 2001 г.;

34. Гареев, Р.Р. Определение технического состояния динамического оборудования по результатам диагностических измерений / Р.Р. Гареев, В.У. Ямалиев // Нефтегазовое дело. - 2012. - Т.10. - № 3. - С.78-82.

35. Генкин, М.Д. Виброакустическая диагностика машин и механизмов / М.Д. Генкин, А.Г. Соколова. - М.: Машиностроение, 1987. - 288 с.

36. Гаврилов, В.В. Организация мониторинга состояния газотурбинных установок компрессорных станций по динамическим характеристикам / В.В. Гаврилов, Б.М. Бржозовский, В.В. Мартынов. // Компрессорная техника и пневматика. - 2001.-№7. - С 37-39.

37. Гаврилов, В.В. Вибромониторинг газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций как основа организации процесса их эксплуатации по

состоянию / В.В. Гаврилов. // Вопросы совершенствования систем теплогазоснабжения и вентиляции: Межвуз. научн. сб. - Саратов: СГТУ, 2002. - С. 130-136.

38. Гаврилов, В.В. Теоретическое обоснование динамического вибромониторинга газоперекачивающих агрегатов / В.В. Гаврилов, Б.М. Бржозовский, В.В. Мартынов, A.B. Попов // Газовая промышленность, 2002 - № 8, С. 39-43.

39. Гольдин, A.C. Вибрация роторных машин / A.C. Гольдин. - М.: Машиностроение, 2000. - 344 с.

40. ГОСТ Р ИСО 7919-3-99 Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерения вибрации на вращающихся валах. Промышленные машинные комплексы. - М.: Стандартинформ, 1999. - 12 с.

41. ГОСТ ИСО 10816-1-97 Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 1. Общие требования. - М.: Стандартинформ, 2007. - 19 с.

42. ГОСТ ИСО 10816-3-2002 Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 3. Промышленные машины номинальной мощностью более 15 кВт и номинальной скоростью от 120 до 15000 мин(-1)

43. ГОСТ Р 52526-2006 Установки газотурбинные с конвертируемыми авиационными двигателями. Контроль состояния по результатам измерений вибрации на невращающихся частях». - М.: Стандартинформ, 2006. - 32 с.

44. ГОСТ Р 55265.7-2012 (ИСО 10816-7:2009) Вибрация. Контроль состояния машин по измерениям вибрации на невращающихся частях. Часть 7. Насосы динамические промышленные. - М.:2012. - 40 с.

45. ГОСТ Р ИСО 13373-1-2009 Контроль состояния и диагностика машин. Вибрационный контроль состояния машин. Часть 1. Общие методы. - М.: Стандартинформ, 2010. - 43 с.

46. ГОСТ Р 53564-2009 Мониторинг состояния оборудования опасных производств. - М.: Стандартинформ, 2019. - 25 с.

47. ГОСТ 34.602-89 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы - М.: Стандартинформ, 2009. - 12 с.

48. ГОСТ 26382-84 Двигатели газотурбинные гражданской авиации. Допустимые уровни вибрации и общие требования к контролю вибрации - М.: Издательство стандартов, 1984. - 14 с.

49. 29-06 ПЧ «Газотурбинная установка АЛ-31СТ. Система автоматического управления. Перечень параметров работы двигателя, подлежащих измерению и контролю».

50. 29.2900.10ТУ «Технические условия на отработку системы вибродиагностики БКВ-31 двигателя АЛ-31СТ в эксплуатации с использованием широкополосных датчиков».

51. Дорошко, С.М. Контроль и диагностирование технического состояния газотурбинных двигателей по вибрационным параметрам / С.М. Дорошко.- М.: Транспорт, 1984.-128с.

52. Дегтярёв, А.А. Вибрационная диагностика газотурбинных двигателей в условиях ограниченной информации: дис. ... канд. техн. наук: 05.07.05 / Дегтярёв Андрей Александрович. -М., 2001. - 100 с.

53. Дубинский, В.Г. К вопросу определения эксплуатационного ресурса газовых турбин / В.Г. Дубинский, З.С. Седых // Транспорт и хранение газа. - М.: изд-во ВНИИЭгазпром. - 1976. - №9. - С. 12-17.

54. Дубинский, В.Г. Техническая эксплуатация газотурбинных компрессорных станций на магистральных газопроводах / В.Г. Дубинский, Б.Л. Житомирский, А.С. Лопатин, В.А. Михаленко // Учебное пособие. - М: Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2019 - 331 с.

55. Двигатель ДР-59Л - Техническое описание. Приложение 029108200

ТО.

56. Засецкий, В.Г. Диагностическое обслуживание ГПА на КС с использованием систем АНТЕС-КАСКАД / В.Г. Засецкий, А.Н. Тихвинский // Труды совещания «Диагностика оборудования и трубопроводов» 22-26 апреля 2002 г. - ООО «ИРЦ Газпром», 2002.

57. Зарицкий, С.П. Диагностика газоперекачивающих агрегатов газотурбинными приводами / С.П. Зарицкий. М.: Недра. 1987. -198 с.

58. Зарицкий, С.П. Вибромониторинг и диагностика - основа достоверной информации о состоянии ГПА / С.П. Зарицкий, А.В. Стрельченко, В.В. Тимофеев и др. // Газотурбинные технологии. - 2000. - №5, - С.24-26.

59. Зарицкий, С.П. Стационарные системы автоматизированной диагностики: перспективы развития, определенные опытом внедрения / С.П. Зарицкий, А.Г. Скакун, А.Н. Стрельченко А.Н., Шайхутдинов А.З. // Труды ХХ тематического семинара «Диагностика оборудования и трубопроводов КС».- М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2001, ч.1. с. 96-99.

60. Зарицкий, С.П. Опыт внедрения новых технических средств диагностического обслуживания оборудования КС. / С.П. Зарицкий - М. ООО «ИРЦ Газпром», НТС «Совершенствование технических средств системы диагностического обслуживания оборудования объектов ОАО «Газпром». 2002. с. 9-17.

61. Зарицкий С.П., Опыт эксплуатации ГПА на базе авиационного привода с применением автоматизированных систем диагностирования. / С.П. Зарицкий, В.Н. Исламов и др. // сб. материалов семинара «Диагностика оборудования и трубопроводов компрессорных станций».- М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2001.

62. Игуменцев, Е.А. Методика вибродиагностики технического состояния газоперекачивающих агрегатов ГПА-10 и ГПА-10-01 в условиях эксплуатации на компрессорных станциях газовой промышленности / Е.А. Игуменцев, В.И. В.И.

Работягов, В.В. Шмидт. // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. - 1996. - с.11-20.

63. Игуменцев, Е.А. Стратегия эксплуатации по состоянию и вибрационная диагностика / Е.А. Игуменцев. // Мир техники и технологии. -2001. - №3. - С 7-12.

64. Игуменцев, Е.А. Вибродиагностика ГПА на КС «Ромненская» [Электронный ресурс] / Е.А. Игуменцев, М.В. Олянич, Е.А. Прокопенко. // Проблемы автоматизированного электропривода. - 2005. - №6. - Режим доступа: http://subscribe.ru/archive/media.news.press.epr/200208/ 22024110.html.

65. Инструкция по эксплуатации газоперекачивающего агрегата ГПА-10 029108000 ИО.

66. Инструкция по определению производительности центробежных нагнетателей, компрессорных цехов и станций. Министерство газовой промышленности (ВНИИГАЗ) - М., 1985 г.

67. Инструкция по тарировке входных устройств центробежных нагнетателей на компрессорных станциях. ООО «ВНИИГАЗ»- 2002 г.

68. Костюков, В.Н. Практические основы виброакустической диагностики машинного оборудования. Учебное пособие / В.Н. Костюков, А.П. Науменко. - Омск: Издательство ОмГТУ, 2002. - 108 с.

69. Костюков, В.Н. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин. Учебное пособие / В.Н. Костюков, А.П. Науменко. - Омск: Издательство ОмГТУ, 2014. - 360 с.

70. Короленок, А.М. Повышение технического уровня промышленной безопасности газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов / А.М. Короленок, Ю.В. Колотилов, Ф.Г. Тухбатуллин // Территория нефтегаз. - 2015. - №4. - С. 104-106.

71. Карасев В.П. Вибрационная диагностика газотурбинных двигателей / В.П. Карасев, В.П. Максимов, М.К. Сидоренко - М.: Машиностроение, 1978. - 132 с.

72. Китаев С.В, Повышение энергоэффективности режимов работы технологического оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов/ С.В. Китаев, Э.С. Иванов, А.Р. Галикеев. - СПб: Недра, 2016. - 200 с.

73. Красовский, Г.И. Планирование эксперимента / Г.И. Красовский, Г.Ф. Филаретов. — Минск: Изд-во БГУ, 1982. — 302 с.

74. Кудашев, Э.Р. Идентификация неисправностей газоперекачивающего агрегата методом «слабых резонансов» / Э.Р. Кудашев, В.А. Иванов, А.С. Семенов // Сб. науч. тр. «Мегапаскаль. Выпуск 1». - Тюмень: ТюмГНГУ, 2005.57-61 с.

75. Куменко, А. И. Системы мониторинга и диагностики технического состояния турбоагрегатов ТЭС и АЭС. О противоречиях в нормативной базе / А.И. Куменко // Энергетик. 2020. № 8. С. 33 - 37.

76. Кунина, П.С. Диагностика газоперекачивающих агрегатов с центробежными нагнетателями / П.С. Кунина, П.П. Павленко. Ростов-на-Дону, изд-во РГУ, 2001. - 362 с.

77. Лопатин, А.С. Диагностика газоперекачивающих агрегатов / А.С. Лопатин, С. П. Зарицкий. - Учебное пособие. - М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2003. - 598 с.

78. Лопатин, А.С. Обоснование диагностических признаков дисбаланса роторов / А.С. Лопатин, А.М. Марков, В.А. Смирнов и др. // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. - 2004. - №2 - С. 36-39.

79. Лопатин, А. С. Разработка методов термогазодинамической диагностики газотурбинных газоперекачивающих агрегатов на компрессорных станциях магистральных газопроводов: специальность 25.00.19 «Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ»: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Лопатин Алексей Сергеевич. -Москва, 1984. - 199 с.

80. Методика М029.002.99 «Система качества. Вибрационное обследование блока двигателей агрегатов ГПА-10 (01) с двигателями ДР-59Л (Л1), находящихся в эксплуатации», ОАО Кртз «Констар».

81. Микаэлян, Э.А. Техническое обслуживание газотурбинных газоперекачивающих агрегатов. Методология, исследования, анализ, практика / Э.А. Микаэлян. -. РГУ нефти и газа им. Губкина, 1998. - 318 с.

82. Микаэлян, Э.А. Техническое обслуживание энерготехнологического оборудования газотурбинных газоперекачивающих агрегатов системы сбора и транспорта газа / Э.А. Микаэлян. -. РГУ нефти и газа им. Губкина И.Н., 2000. -304 с.

83. Микаэлян, Э.А. Эксплуатация газотурбинных газоперекачивающих аппаратов компрессорных станций, газопроводов / Э.А. Микаэлян. М.: Недра. 1994. - 304 с.

84. Науменко, А.П. Вероятностно-статистические методы принятий решений: Теория, примеры, задачи: учебное пособие / А.П. Науменко, И.С. Кудрявцева, А.И. Одинец. - Минобрнауки России, ОмГТУ : Изд-во ОмГТУ, 2018 . - 56 с.

85. Науменко, А.П. Введение в техническую диагностику и неразрушающий контроль: учебное пособие / А.П, Науменко. - Минобрнауки России, ОмГТУ: Изд-во ОмГТУ, 2019 . - 152 с.

86. Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник / под ред. Клюева В.В. - 2-ое изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2003. - 656 с.

87. Павлов, Б.В. Акустическая диагностика механизмов / Б.В. Павлов. -М.: Машиностроение, 1971. - 223 с.

88. Писаревский, В.М. Основы вибрационной диагностики роторных машин / В.М. Писаревский. - М.: Нефть и газ, 2004. - 120 с.

89. Поляков, В.А. Основы технической диагностики. Часть II. Основы вибрационной диагностики роторных машин / В.А. Поляков, В.М. Писаревский,

А.Д. Прохоров - учебное пособие. - М. РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина.-2000.- 142 с.

90. Пат. 196283 РФ, СПК G01R 23/16. Устройство спектрального анализа зашумленных электрических сигналов / Ш.Г. Шарипов, П.Г. Романенков, А.Д. Абрамов и др. (РФ). - № 2019142572; Заявл. 16.12.2019, Опубл. 21.02.2020. Бюл. №6.

91. Пат. 2644646 РФ, СПК G01M 15/00. Способ диагностики технического состояния роторного оборудования / А.Р. Валеев, О.М. Саубанов, Р.М. Харисов (РФ). - № 2017117320; Заявл. 18.05.2017, Опубл. 13.02.2018. Бюл. №17.

92. Письмо ПАО «ОДК-УМПО» Опытно-конструкторское бюро имени А. Люльки № 260-102/1668 от 04.07.2019 «О трендовом контроле (нормы вибрации)».

93. Письмо ПАО «ОДК-УМПО» Опытно-конструкторское бюро имени А. Люльки № 260-102/501 от 16.03.2020 «О трендовом контроле (нормы вибрации)».

94. Ревзин, Б. С. Газоперекачивающие агрегаты с газотурбинным приводом: Учебное пособие 2-е изд. / Б. С. Ревзин. Екатеринбург: ГОУ УГТУ-УПИ, 2002. 269 с.

95. Рогачев, В.М. Вибродиагностика подшипников скольжения / В.М. Рогачев // Изв. вузов.- М.: Машиностроение, 1980, №6.-с.23-26.

96. Романенков, П.Г. Селективный подбор рабочих лопаток турбины высокого давления авиационных приводов с учетом частот собственных колебаний / П.Г. Романенков, Т.А. Бакиев, В.И. Акимов, О.М. Саубанов // Газовая промышленность - 2017 - №11 (760), С 62-66.

97. Русов, В.А. Диагностика дефектов вращающегося оборудования по вибрационным сигналам / В.А. Русов. - Пермь: «Вибро-Центр», 2012. - 198 с.

98. РД 153-34.1-35.105-2002 СО 34.35.105-2020. Методические указания по оснащению техническими средствами технологической защиты при повышенной вибрации турбоагрегата. -М.: Стандартинформ, 2003.- 12 с.

99. Руководство по эксплуатации 60.РЭ1. Двигатель АЛ-31СТ.Книга №1, - 126 с.

100. РЭ. Руководство по эксплуатации. Сменная проточная часть нагнетателя 370 СПЧ 370 1,4/76-16/5300АЛ-31СТ.

101. Руководство по эксплуатации ЖЯИУ.421431.001-79.1РЭ «Аппаратура контроля вибрации ИВ-Д-ПФ-23-1».

102. СА-03-001-05 Стандарт ассоциации. Центробежные насосные и компрессорные агрегаты опасных производств. Эксплуатационные нормы вибрации. -М.: изд-во «Компрессорная и химическая техника», 2005- 12 с.

103. Саубанов О.М., Валеев А.Р., Акимов В.И. и др. Разработка комплексного подхода к определению технического состояния насосно-компрессорного оборудования // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2019. №2 с. 30-35.

104. Саубанов, О. М. Апробация вероятностно-статистического метода принятий решений при составлении полосовых норм корпусной вибрации газотурбинных двигателей газоперекачивающих агрегатов / А. Р. Валеев, В.И. Акимов, О.М. Саубанов // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. - 2021. - № 4- С. 5-8.

105. Смородова, О.В. Вибродиагностирование технического состояния газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов: дис. ... канд. техн. наук: 05.15.13 / Смородова Ольга Викторовна. -Уфа, 1999 - 216 с.

106. Семенов, А.С. Идентификация неисправностей газоперекачивающих агрегатов по функциональным признакам / А.С. Семенов, В.А. Иванов, С.В. Кузьмин, А.Р. Гимадутдинов // Сб. науч. тр. «Нефть и газ. Новые технологии в системах транспорта». - Тюмень: ТюмГНГУ, 2004. С. 69-74.

107. Семенов, А.С. Классификация и анализ эксплуатационных неисправностей газоперекачивающих агрегатов / А.С. Семенов // Сб. науч. тр.

«Нефть и газ. Новые технологии в системах транспорта». - Тюмень: ТюмГНГУ, 2004. - С. 65-69.

108. Семенов, А.С. Прогнозирование технического состояния газоперекачивающих агрегатов / А.С. Семенов // Сборник научных трудов «Вопросы состояния и перспективы развития нефтегазовых объектов Западной Сибири». - Тюмень: ТюмГНГУ, 2004. - с. 82 - 87.

109. Сидоренко, М.К. Виброметрия газотурбинных двигателей / М.К. Сидоренко - М.: Машиностроение, 1973. 224 с.

110. Соколова, А.Г. Вибромониторинг состояния газотурбинного двигателя ДГ-90 по данным многомерного дискриминантного анализа / А.Г. Соколова, Ф. Я. Балицкий. // Вестник научно-технического развития. - 2011. - № 2 (42). - С. 47-56.

111. Торянников, А.А. Методы контроля рабочего процесса газоперекачивающих агрегатов, обеспечивающие переход к эксплуатации по фактическому состоянию: дис. ... канд. техн. наук: 05.14.04 / Торянников Алексей Александрович- СПб., 2012.- 120 с.

112. Тухбатуллин, Ф. Г. Система поддержки решений по обеспечению эксплуатационной надежности и экологической безопасности работы технологического оборудования магистральных газопроводов: специальность 05.15.13 «Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ»: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Тухбатуллин Фарит Гарифович. - Москва, 1998. - 363 с.

113. ФО. Формуляр. Сменная проточная часть СПЧ 370 1,4/76-16/5300АЛ31 СТ.

114. Шарипов, Ш.Г. Информационная система ООО «Газпром трансгаз Уфа» «Трендовый контроль эксплуатационных параметров двигателя АЛ-31СТ» / Ш.Г. Шарипов, П.Г. Романенков, Д.А. Лобов и др. // Газовая промышленность. -2018. - спецвыпуск № 3 (773), С.126 - 129.

115. Шаммазов, А.М. Основы технической диагностики трубопроводных систем нефти и газа: Учебник для вузов / А.М. Шаммазов, Б.Н. Мастобаев, А.Е. Сощенско, Г.Е. Коробков, В.М. Писаревский. - СПб.: Недра, 2009. - 512 с.

116. Ширман, А.Р. Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования / А.Р. Ширман, А.Б. Соловьев. - М.:, 1996. - 252 с.

117. Щуровский, В.А. Газотурбинные газоперекачивающие агрегаты / В.А. Щуровский, Ю.А. Зайцев. - М.: Недра, 1999. - 191 с.

118. Явленский, К.Н. Вибродиагностика и прогнозирование качества механических систем / К.Н. Явленский, А.К. Явленский.-Л.: Машиностроение, 1983.-239с.

119. Andrew, K.S. A review on machinery diagnostics and prognostics implementing condition-based maintenance / K.S. Andrew, D. Lin, D. Banjevic // Mechanical Systems and Signal Processing. - 2006. - Vol. 20. - P. 1483-1510.

120. ASTM D6595-00 Standard Test Method for Determination of Wear Metals and Contaminants in Used Lubricating Oils or Used Hydraulic Fluids by Rotating Disc Electrode Atomic Emission Spectrometry.

121. Barkov, A.V. Condition Assessment and Life Prediction of Rolling Element Bearings. Part 1 / A.V. Barkov, N.A. Barkova, J.S. Mitchell // Sound and Vibration. - 1995. - P. 10-17.

122. Barkov, A.V. Condition Assessment and Life Prediction of Rolling Element Bearings. Part 2 / A.V. Barkov, N.A. Barkova, J.S. Mitchell // Sound and Vibration. - 1995. - P. 27-31.

123. Barszcz, T. Selected methods of finding optimal center frequency for amplitude demodulation of vibration signals / T. Barszcz, A. Jablonski // Diagnostyka, 2011. - №2. - P. 25-28.

124. Braun, S. Discover signal processing: an interactive guide for engineers / S. Braun S. - Wiley Chichester, 2008 - 215 p.

125. Barkov, A.V. Condition Assessment and Life Prediction of Rolling Element Bearings. Part 1 / A.V. Barkov, N.A. Barkova, J.S. Mitchell // Sound and Vibration. - 1995. - P. 10-17.

126. Barkov, A.V. Condition Assessment and Life Prediction of Rolling Element Bearings. Part 2 / A.V. Barkov, N.A. Barkova, J.S. Mitchell // Sound and Vibration. - 1995. - P. 27-31.

127. Braun, S. Discover signal processing: an interactive guide for engineers / S. Braun S. - Wiley Chichester, 2008 - 215 p.

128. Condmaster Nova for perfect overview and control. Working with Condmaster Nova. The Timken Company. - 2010. - 210 p.

129. Cempel, C. Determination of vibration symptom limit value in diagnostics of machinery/ C. Cempel // — Maintenance Management International, - 1985. - №5 -P. 297-304.

130. Davies, A. Handbook of Condition Monitoring: Techniques and Methodology. Springer Science & Business Media, 1997 - p. 318.

131. Hill, J.W. Application of Expert System to Rotating Machinery Health Monitoring. / J.W. Hill, N.C. Baines. // Proceeding of the Institution of Mechanical Engineers - Vibration in Rotating Machinery.-1988 -pp. 449-454.

132. Saubanov O. The Monitoring System of an Actual Technical Condition for Pumping Units with Frequency Analysis / Saubanov O., Valeev A., // Procedia Engineering, Volume 176, 2017, 144-149 p.

133. Saubanov O. Developing a Complex Approach to the Definition of a Technical Condition of Pump-and-Compressor Equipment., Saubanov O., Valeev A., Akimov V. International science and technology conference "Earth Science". IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 459-2020- 237-244 p.

134. Stewart, R.M. Vibration Analysis as an Aid to the Detection and Diagnosis of Faults in Rotating Machinery. / R.M. Stewart // Proceedings of Mechanical Engineers - Vibrations in Rotating Machinery.- 1976 -№3- 223-229 p.

135. Smith, D.M. Recognition of the Causes of Rotor Vibration in Turbomachinery / D.M. Smith // Proceeding of the Institution of Mechanical Engineers - Vibration in Rotating Machinery.-1980 -pp. 1-4.

136. Vibration Monitoring of Compressor Station Gas Turbines\ Application Notes, Brul&Kjer, Denmark.

137. White, E.R. An Overview of Airborne Vibration Monitoring Systems. SAE Technical Paper Series / E.R. White, R.W. Greaves // 871731, Long Beach, Cal. USA, 1987, pp.10.

ПРИЛОЖЕНИЕ А Справка о внедрении

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Свидетельство о поверке вибростенда

!Я

4 $

*

кя

и

щ,

(М

п

н

Ш

Ш

I

■ ш

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

СВИДЕТЕЛЬСТВО

об утверждении типа средств измерений

ОД.С.28.004.А № 54541

Срок действия до 28 марта 2019 г.

НАИМЕНОВАНИЕ ТИПА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ Вибростенды взрывозащищенные ТИК-ВВ (Т1К - \Л/)

ИЗГОТОВИТЕЛЬ

Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ТИК" (ООО НПП "ТИК"), г. Пермь

РЕГИСТРАЦИОННЫЙ № 56857-14

ДОКУМЕНТ НА ПОВЕРКУ ИМБР 441161.001 МП

ИНТЕРВАЛ МЕЖДУ ПОВЕРКАМИ 1 год

Тип средств измерений утвержден приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 марта 2014 г. № 376

Описание типа средств измерений является обязательным приложением к настоящему свидетельству. х

Л '¿С>

Заместитель Руководителя Федерального агентства

Ф.В.Булыгин

ч «

Н Ш*......(21........2014 г.

Серия СИ

№ 014571

¡и

■щ

ЙН

I

ш

р

*Л

ы

ш

л

Рл

1

II

1

(4 «>'

Р, й

*д

Вв

г

1

ПРИЛОЖЕНИЕ В Акт испытаний блока спектрального анализа

Утверждаю 11ачальник Шаранского ЛПУМГ

А.Ф. Нуриев /<См ~>Г 7 2019 г.

АКТ

проведения эксплуатационных 72-х часовых испытаний Блока спектрального анализа (БСА) интегрированного в САУ ГПА ст.№ 33 КС-19А Шаранского ЛПУМГ

Мы нижеподписавшиеся, составили настоящий акт в том. что с 29.01.2019 по 31.01.2019 проведены пуско-наладочные работы, эксплуатационные 72-х часовые испытания БСА интегрированного в САУ ГПА ст. №33 с последующим снятием вибросигнала с двигателя Д00298557 (СНЭ/ПКР=55313/9526 ч.) и выводом полученных результатов в систему Трендового контроля.

Средства измерений используемых при проведении испытаний:

БСА интегрированный в действующую САУ ГПА с последующим выводом полученных данных на сервер системы Трендового контроля (ТК);

Переносной виброанализатор АСДО-ВА-04 (поверен 23.03.2018 г.); Штатная система вибромониторинга ИВ-Д-Г1Ф-5МТ.

В процессе проведения пуско-нападочных работ, эксплуатационных испытаний выполнены следующие работы:

1. Проведена подготовка агрегата и БСА к пуску.

2. Произведен пуск ГПА ст. №33 с последующей загрузкой в «Магистраль».

3. Произведен замер вибросигнала всеми средствами измерений на режимах 0.75N-

0,95N-1,0N;

4. Выполнен анализ сходимости полученных данных, результаты измерений сведены в таблицу № 1,2

Таблица №1 - результаты измерений вибрации с ПО КНД (датчик №1)

Дата замера: 30.01.2019, время: 14:02:08 ТК / 14:01:52 прибор АСДР-ВА-04 (Режим 1.0 N)

Полоса контроля 10-65 ГЦ 65-80 Гц 80-95 Гц 95130 Гц 130160 Гц 160190 Гц 190260 Гц 260240 Гц Общий уровень

Значение СКЗ виброскорости БСА, мм/с 1,49 0,3 0,31 1,27 0,36 2,28 0,69 - 3,12

Значение СКЗ виброскорости АСДО-ВА-04, мм/с 0,89 0,27 0,34 1,28 1 1,42 1,42 0,82 2,89

Отклонение (АСДО-БСА), % нормируемого значения 0,9 0,1 0,1 0,0 0,9 1,2 1,0 - 0,3

Значение СКЗ виброскорости ИВ-Д-Г1Ф. мм/с - - - - - - - - 3,12

Таблица №2 - результаты измерений вибрации с 110 КВД (датчик №2)

Дата замера: 30.01.2019, время - 14:02:08 ТК / 14:02:37 прибор АСДР-ВА-04 (Режим 1.0 14)

Полоса контроля 10-65 ГЦ 65-80 Гц 8095Гц 95130 Гц 130160 Гц 160190 Гц 190260 Гц 260240 Гц Общий уровень

Значение СКЗ виброскорости БСА, мм/с 0,88 0,45 0,76 3,63 0,64 1,05 1,26 - 4.14

Значение СКЗ виброскорост, АСДО-ВА-04, мм/с 0,67 0,39 0,51 1,83 1,4 1.6 1,43 0,98 3,43

Отклонение (АСДО-БСА), % нормируемого значения 0,3 0,1 0,4 2,6 1,1 0,8 0,2 - 1,0

Значение СКЗ виброскорости, ИВ-Д-ПФ-5МТ, мм/с - - - - - - - - 4,14

Заключение: расхождение показаний переносного прибора и БСА в диапазоне частот 10250 Гц не превышают 3% нормируемого значения, что удовлетворяет по1решности измерения вибрации 5%. На основании вышеизложенного продолжить эксплуатацию БСА согласно п.6. утвержденного «Плана мероприятий по разработке систему удаленного вибрационного мониторинга двигателей ДР59Л» от 25.12.2018 г.

Рекомендации: Для повышения корректности полученного вибросигнала от стационарной системы контроля вибрации в систему трендового контроля рекомендуется установка датчиков вибрации на специально изготовленные кронштейны, обеспечивающих монтаж датчиков в соответствии с требованиями руководства по эксплуатации.

Начальник КС-19А Начальник КИПиА САиМО Инженер 1 кат. СДО И'ГЦ Инженер СУТСЦ ИТЦ

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Справка о внедрении

«Газпром трансгаз бфе» Яуаплылыш сиклэнгэн йэмшэте

(«Газпром трансгаз 8фо» ЯСЙ)

Общество с ограниченной ответственностью «Газпром трансгаз Уфа»

(ООО «Газпром трансгаз Уфа»)

Филиал Инженер-техник у?эге

Филиал Инженерно-технический центр

Сипайлово урамы, 11, бфе калаЬы, Башхортостан РеспубшкаЬы. Рэсэй Федерация^»!, 450099 тел.: *7 [phone], факс: [phone] е-таМ: [e-mail] ОКПО 00154358, ОГРН 1020202861821, ИНН 0276053659, КПП 027643001

ул. Сипайлоеская, д. 11, г. Уфа, Республика Башкортостан, Российская Федерация, 450099 тел.: [phone], факс: [phone] е-таЛ: [e-mail] ОКПО 00154358, ОГРН 1020202861821, ИНН 0276053659, КПП 027643001

/0 ил/; N.

на №

ОТ

В диссертационный совет УГНТУ

СПРАВКА

В диссертационной работе аспиранта Саубанова Оскара Маратовича предложена методика полосового анализа вибрационного сигнала ГПА, реализуемая на базе существующих вычислительных ресурсов АСУТП КС в режиме реального времени.

На основе полученных данных, в составе специалистов Инженерно-технического центра, соискатель разработал и внедрил систему вибромониторинга 19 газотурбинных двигателей типа АЛ-31СТ и одного типа ДР59Л находящихся в эксплуатации на КС ООО «Газпром трансгаз Уфа».

Организованный в Обществе удаленный контроль узкополосных составляющих вибрации ГПА (ГТД) в системе вибромониторинга позволяет:

частот и выполнять оценку вибросостояния по приближению к предупредительным уставкам по каждому типу ГТД (ДР59Л и АЛ-31СТ).

В ходе опытно-промышленной эксплуатации (с 2019 года), система позволила интерпретировать дефект типа «расцентровка роторов КНД и ТНД» на ГПА ст. № 12 КС-5 «Москово» до момента разрушения узлов.

- определять техническое состояние соответствующих им узлов ГТД по среднеквадратическому значению виброскорости;

выполнять анализ параметров вибрации по 2 типам ГТД; контролировать изменения параметров вибрации в выделенных полосах

Главный инженер -заместитель начальника