RU2245533C1 - Device for diagnosing gas-pumping assembly - Google Patents
Device for diagnosing gas-pumping assembly Download PDFInfo
- Publication number
- RU2245533C1 RU2245533C1 RU2004107236/06A RU2004107236A RU2245533C1 RU 2245533 C1 RU2245533 C1 RU 2245533C1 RU 2004107236/06 A RU2004107236/06 A RU 2004107236/06A RU 2004107236 A RU2004107236 A RU 2004107236A RU 2245533 C1 RU2245533 C1 RU 2245533C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- unit
- repair
- gpu
- block
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для диагностирования газоперекачивающих агрегатов (ГПА), служащих для перекачивания природного газа через магистральные газопроводы. В системах, связанных с производством, транспортом и распределением энергоносителей, в частности, в газотранспортных системах ОАО “Газпром” актуальной является задача управления риском, т.е. поддержания его значения на уровне, допустимом и обоснованном по экономическим и социальным критериям. Решение этой задачи требует разработки эффективных методов и систем диагностирования ГПА (наиболее сложной, нелинейной и “рискообразующей” части газотранспортной системы), позволяющих определять переменные состояния ГПА, являющиеся предвестниками критического (аварийного) состояния и проводить ремонты ГПА “по состоянию”, обеспечивая тем самым управление риском при минимизации финансовых, технических и временных затрат. Известна система диагностирования, например, технических объектов или человека (при медицинском обследовании), включающая первый информационный блок, содержащий набор технологических параметров объекта диагностирования и его компонентов, второй информационный блок, содержащий набор технологических параметров аппаратных средств диагностирующей установки и служащий каталогом для систематизации указанных параметров, первый программный блок, в котором на основании данных от первого и второго информационных блоков формируется база функционально зависимых данных, второй программный блок, служащий для обработки записей из базы данных. Система диагностирования также содержит блоки методов анализа, оценки образцов сигналов, линии ввода данных, вызова и вывода результатов и позволяет на основе образующейся базы знаний осуществлять диагностирование объекта в автоматическом режиме (WO/54702, G 01 М 15/00, А 61 В 5/00, опубл. 28.10.1999).The invention relates to the field of measurement technology and can be used to diagnose gas pumping units (GPU), which are used to pump natural gas through gas pipelines. In systems related to the production, transport and distribution of energy, in particular, in the gas transmission systems of Gazprom, the urgent task is risk management, i.e. maintaining its value at a level acceptable and justified by economic and social criteria. The solution to this problem requires the development of effective methods and systems for diagnosing a gas compressor unit (the most complex, non-linear and “risk-generating” part of the gas transmission system), which allow determining the state variables of the gas compressor unit, which are the precursors of a critical (emergency) state and carrying out repairs of the gas compressor unit “by state”, thereby ensuring risk management while minimizing financial, technical and time costs. A known diagnostic system, for example, of technical objects or a person (during a medical examination), including a first information block containing a set of technological parameters of the diagnostic object and its components, a second information block containing a set of technological parameters of the hardware of the diagnostic installation and serving as a catalog for organizing these parameters , the first program block, in which, on the basis of data from the first and second information blocks, the base fu functionally dependent data, the second program unit used to process records from the database. The diagnostic system also contains blocks of methods for analysis, evaluation of signal samples, data input lines, calling and outputting results and allows, on the basis of the resulting knowledge base, to diagnose an object in automatic mode (WO / 54702, G 01 M 15/00, A 61 V 5 / 00, published on October 28, 1999).
Недостаток известной системы заключается в том, что получаемые результаты имеют интегральный характер и оказываются недостаточно точными для оценки локального состояния отдельных структурных элементов объекта диагностирования. Применительно к ГПА это не позволит на основе таких интегральных оценок эффективно осуществлять комплекс технологических и ремонтных работ узлов и агрегатов "по состоянию".A disadvantage of the known system is that the results obtained are integral in nature and turn out to be insufficiently accurate for assessing the local state of individual structural elements of the diagnostic object. With regard to the gas compressor unit, this will not allow, based on such integral assessments, to effectively carry out a complex of technological and repair work of units and assemblies “as per condition”.
Известна система контроля технического состояния газотурбинной установки (ГТУ) со ступенью для привода центробежного нагнетателя (ЦБН) природного газа, включающая датчики измерения температур воздуха и газа, в которой датчик полной температуры воздуха установлен перед компрессором во входном патрубке, а датчики полной температуры газа установлены в выхлопных патрубках турбины или перед регенератором (при регенеративном исполнении установки) и соединены с параллельными блоками полной температуры газа и разницы полных температур газа между выхлопными патрубками. Указанные блоки соединены соответственно с блоком отношения полной температуры газа к полной температуре воздуха, с которым также соединен датчик полной температуры воздуха, и с блоком регистрации изменения величины неравномерности поля температур на входе в турбину высокого давления (SU 1490542 А1, G 01 М 15/00, 22.07.1987).A known system for monitoring the technical condition of a gas turbine installation (GTU) with a step for driving a centrifugal supercharger (CBN) of natural gas, including sensors for measuring air and gas temperatures, in which a full air temperature sensor is installed in front of the compressor in the inlet pipe, and full gas temperature sensors are installed in turbine exhaust pipes or in front of the regenerator (with the regenerative design of the installation) and are connected to parallel blocks of the total gas temperature and the difference in the total gas temperatures between the exhaust pipes. The indicated blocks are connected respectively to the block of the ratio of the total gas temperature to the total air temperature, to which the sensor of the total air temperature is also connected, and to the unit for registering the change in the magnitude of the non-uniformity of the temperature field at the entrance to the high pressure turbine (SU 1490542 A1, G 01 M 15/00 , 07.22.1987).
Данная система позволяет контролировать техническое состояние установки только по сигналу изменения неравномерности температуры газа на входе в турбину, что недостаточно для обеспечения эффективного оперативного диагностирования и прогнозирования технического состояния ГПА в едином технологическом цикле с техническим обслуживанием и комплексом ремонтных работ.This system allows you to control the technical condition of the installation only by signaling changes in the unevenness of the gas temperature at the turbine inlet, which is not enough to provide effective operational diagnostics and predicting the technical condition of the gas compressor unit in a single technological cycle with maintenance and a set of repair work.
Известна подсистема параметрической диагностики ГПА с газотурбинным приводом, включающая датчики контролируемых параметров, соединенные с устройством сбора информации и блоки, обеспечивающие диагностику проточной части ГТУ и ЦБН, а также определение характеристик температурного поля за турбиной, механизации проточной части, маслосистемы, вибрации, запуска и остановки двигателя, наработки двигателя и агрегатов ГТУ (Газотурбинные технологии. 2002 г., № 2, с.20-23).A well-known subsystem for the parametric diagnostics of a gas turbine engine with a gas turbine drive, including sensors of monitored parameters connected to an information collection device and blocks, provides diagnostics of the flow part of a gas turbine and central pulser, as well as determining the characteristics of the temperature field behind the turbine, mechanization of the flow part, oil system, vibration, start and stop engine, operating hours of the engine and GTU units (Gas turbine technologies. 2002, No. 2, p.20-23).
Известная подсистема позволяет локализовать место неисправности только с точностью до функционального узла (осевой компрессор, камера сгорания, силовая турбина и т.д.) и не обеспечивает возможностей для оценивания и прогнозирования технического состояния отдельных элементов в составе функциональных узлов. Кроме того, использование параметрической информации из системы автоматического управления и регулирования ГПА для последующего анализа технических характеристик оборудования в течение всего периода эксплуатации требует введения сложных процедур алгоритмического диагностирования, предъявляющих повышенные требования к измерительным устройствам. Это существенно снижает эффективность использования таких алгоритмов в большинстве эксплуатируемых ГПА.The well-known subsystem allows you to localize the fault location only up to a functional unit (axial compressor, combustion chamber, power turbine, etc.) and does not provide opportunities for assessing and predicting the technical condition of individual elements in the functional units. In addition, the use of parametric information from the automatic control and regulation system of the gas compressor for the subsequent analysis of the technical characteristics of the equipment during the entire period of operation requires the introduction of complex algorithmic diagnostic procedures that place increased demands on measuring devices. This significantly reduces the efficiency of using such algorithms in the majority of operating GPUs.
Наиболее близкой к заявляемой системе диагностирования ГПА является система диагностирования, включающая соединенное с датчиками контролируемых параметров устройство сбора информации, подключенное через сообщенный с микропроцессором управления ГПА блок сверки с ограничениями, блоки приведения параметров, усреднения измерений и сравнения с базовыми значениями к блоку вычисления диагностических признаков, соединенному с блоком распознавания неисправностей, сообщенным, в свою очередь, с блоком регистрации и хранения информации как непосредственно, так и через блок прогнозирования. Микропроцессор связан с системой управления ГПА. Кроме того, система содержит регистратор наработки и следующие блоки: проверки достоверности информации, корректировки показаний каналов измерений, самопроверки каналов измерений, вычислитель признаков оперативного диагностирования, вычисления остаточного ресурса, оптимизации обслуживания и ремонта, выбора режима диагностирования и оптимизации режима функционирования. Блок приведения параметров снабжен корректором по составу топливного газа, а блок вычисления диагностических признаков - устройством ввода внешней информации. В блоке распознавания неисправностей предусмотрен банк решающих правил. На основе вышеперечисленных блоков в системе формируются следующие подсистемы: подсистема параметрической диагностики, соединенная с блоком формирования выходящей параметрической информации о техническом состоянии ГПА, а также подсистемы вибрационной, визуально-оптической, экспертной и ресурсной диагностики состояния ГПА, соединенные с блоком формирования перечня параметров предельно-допустимого уровня эксплуатации ГПА (Зарицкий С.П. Диагностика газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. М., Недра, 1987, с.13-22).Closest to the claimed GPA diagnosis system is a diagnostic system, including a data collection device connected to sensors of controlled parameters, connected with a constraint reconciliation unit connected to the GPU control microprocessor, parameter adjustment units, measurement averaging and comparison with basic values to a diagnostic symptom calculation unit, connected to the fault recognition unit, communicated in turn with the information recording and storage unit as eposredstvenno, and through forecasting unit. The microprocessor is connected to the GPU control system. In addition, the system contains an operating time recorder and the following blocks: checking the accuracy of the information, adjusting the readings of the measurement channels, self-checking the measurement channels, a computer for detecting operational diagnostics, calculating the remaining life, optimizing maintenance and repair, choosing a diagnostic mode and optimizing the operating mode. The parameter adjustment unit is equipped with a corrector for the composition of the fuel gas, and the diagnostic feature calculation unit is equipped with an external information input device. In the fault recognition unit, a bank of decision rules is provided. Based on the above blocks, the following subsystems are formed in the system: a parametric diagnostic subsystem connected to a unit for generating outgoing parametric information about the GPU's technical condition, as well as a subsystem of vibrational, visual-optical, expert and resource diagnostics of the GPU's state, connected to the list of parameters permissible level of GPU operation (Zaritsky SP Diagnostics of gas pumping units with a gas turbine drive. M., Nedra, 1987, pp. 13-22).
Несмотря на то, что известная система за счет объединения ее функций с функциями управления агрегатом способна обеспечить оптимизацию функционирования ГПА с учетом его реального технического состояния, ее функциональные возможности с точки зрения повышения информативности и точности диагностирования оказываются недостаточными для определения переменных-предвестников критического состояния для формирования и функционирования комплексной системы непрерывного технического обслуживания и ремонта (СНТОР) ГПА "по состоянию" в составе отдельного компрессорного цеха, компрессорной станции и газотранспортного предприятия в целом.Despite the fact that a well-known system, by combining its functions with unit control functions, is able to optimize the operation of a gas compressor unit taking into account its real technical condition, its functionality, from the point of view of increasing information content and diagnostic accuracy, is insufficient to determine the critical state precursors for formation and functioning of the integrated system of continuous maintenance and repair (SNOR) of GPA “as-is” as part of separate compressor shop, compressor station and gas transportation company as a whole.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей системы диагностирования ГПА, формирование и функционирование на ее основе системы непрерывного технического обеспечения ремонта (СНТОР) ГПА “по состоянию”.The objective of the invention is to expand the functionality of the diagnosis system GPA, the formation and functioning on its basis of a system of continuous technical support for repair (SNOR) of the GPA "as".
Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемой системы, заключается в повышении информативности и точности диагностирования ГПА.The technical result that can be obtained using the proposed system is to increase the information content and accuracy of diagnosing GPA.
Поставленная задача решается тем, что в систему диагностирования газоперекачивающих агрегатов (ГПА), включающую датчики контролируемых параметров, соединенные с устройством сбора и корректировки информации, микропроцессор управления ГПА, соединенный с системой управления ГПА, и содержащую подсистемы параметрической, вибрационной, визуально-оптической, ресурсной и экспертной диагностики состояния ГПА, соединенные с блоком формирования перечня параметров предельно-допустимого уровня эксплуатации ГПА, согласно изобретению дополнительно введены блок формирования графиков очередности вывода ГПА в ремонт “по состоянию”, блок формирования полной дефектной ведомости после останова и вскрытия ГПА и связанный с ним блок формирования заявок на запасные части, комплектования необходимых объемов и типов ремонтно-восстановительных материалов, расчетов стоимости и сроков проведения ремонтов, построения сетевых графиков, соединенный одним выходом с подсистемой функционально-стоимостного анализа технико-экономического состояния ГПА, которая соединена с блоком оценки располагаемого финансирования ремонта ГПА, а другим выходом соединенный с блоком окончательного формирования очередности и объемов ремонтно-восстановительных работ, который также соединен с выходом блока формирования графиков очередности вывода ГПА в ремонт “по состоянию” и с блоком контроля сроков и качества ремонтно-восстановительных работ и необходимого ресурсного обеспечения эксплуатации ГПА.The problem is solved by the fact that in the diagnosis system of gas pumping units (GPU), including sensors of controlled parameters connected to a device for collecting and correcting information, the GPU control microprocessor connected to the GPU control system, and containing subsystems of parametric, vibrational, visual-optical, resource and expert diagnostics of the condition of the gas compressor unit, connected to the unit for the formation of a list of parameters of the maximum permissible level of operation of the gas compressor unit, according to the invention, supplement The block for the formation of schedules for the sequence of commissioning of gas-compressor units for repair “according to condition”, the block for the formation of a complete defective statement after stopping and opening the gas-compressor unit, and the associated block for generating applications for spare parts, completing the necessary volumes and types of repair and restoration materials, cost and timing calculations have been introduced carrying out repairs, building network diagrams, connected by one output to the subsystem of the functional-cost analysis of the technical and economic state of the gas compressor unit, which is connected to the unit for assessing races the proposed financing for the repair of the gas compressor unit, and connected to the final output sequence and volume of the repair and restoration unit, which is also connected to the output of the unit for generating the schedules for the priority of the gas and oil recovery unit for repair “as is” and with the control unit for the timing and quality of the repair and restoration work and the necessary resource support for the operation of the gas compressor unit.
Блок-схема системы диагностирования приведена на чертеже. Система диагностирования содержит связанные с ГПА 1, имеющим систему управления 2, датчики контролируемых параметров 3, соединенные с устройством сбора и корректировки информации 4, одним выходом связанным с микропроцессором управления 5, а другим со следующими подсистемами диагностики: параметрической 6, вибрационной 7, визуально-оптической 8, ресурсной 9 и экспертной 10, выходы которых объединены и связаны с блоком 11 формирования предварительной дефектной ведомости узлов и деталей (формирования перечня параметров предельно-допустимого уровня эксплуатации ГПА). Подсистема параметрической диагностики кроме того соединена с блоком 12 формирования выходящей параметрической информации (мощностных параметров и дефектов газодинамического тракта ГПА по термогазодинамическим причинам), а подсистема вибрационной диагностики кроме того соединена с блоком 13 формирования выходящей информации о вибрационном состоянии (формирования вибрационного состояния ГПА и дефектов узлов и деталей по вибрационным причинам). Блоки 12 и 13 соединены с блоком 14 формирования графиков очередности вывода ГПА в ремонт “по состоянию”. Блок 11 соединен с блоком 15 формирования полной дефектной ведомости после останова и вскрытия ГПА, который в свою очередь соединен с блоком 16 формирования заявок на запасные части, комплектования необходимых объемов и типов ремонтно-восстановительных материалов, расчетов стоимости и сроков проведения ремонтов, построения сетевых графиков. Блок 16 одним выходом соединен с подсистемой функционально-стоимостного анализа (ФСА) 17, связанной с блоком 18 оценки располагаемого финансирования ремонта ГПА, а другой выход блока 16 соединен с блоком 19 окончательного формирования очередности и объемов ремонтно-восстановительных работ, с которым также соединен выход блока 14. Блок 19 соединен с блоком 20 контроля сроков и качества ремонтно-восстановительных работ и необходимого ресурсного обеспечения эксплуатации ГПА. Информационные связи предлагаемой системы диагностирования единичного ГПА с основными функциональными службами, обеспечивающими функционирование ГПА (эксплуатационная 21 и диспетчерская 22 службы), обозначены на чертеже пунктирными линиями. Аналогичные связи образуются в масштабах компрессорного цеха, компрессорной станции, газотранспортного предприятия (на чертеже не показано).The block diagram of the diagnostic system is shown in the drawing. The diagnostic system contains associated with the GPU 1 having a control system 2, sensors of controlled parameters 3 connected to a device for collecting and correcting information 4, one output connected to the microprocessor control 5, and the other with the following diagnostic subsystems: parametric 6, vibration 7, visually optical 8, resource 9 and expert 10, the outputs of which are combined and connected with block 11 for the formation of preliminary defective statements of units and parts (forming a list of parameters of the maximum permissible ur GPA exploitation ram). The parametric diagnostic subsystem is also connected to the unit 12 for generating output parametric information (power parameters and defects of the gas-dynamic unit of the gas compressor unit for thermogasdynamic reasons), and the vibration diagnostic subsystem is also connected to the unit 13 for generating output information about the vibrational state (generation of the vibrational state of the gas compressor unit and node defects and parts for vibration reasons). Blocks 12 and 13 are connected to block 14 for generating schedules for the succession of the GPU for repair “as is”. Block 11 is connected to block 15 for the formation of a complete defective list after stopping and opening the gas compressor unit, which in turn is connected to block 16 for generating applications for spare parts, completing the necessary volumes and types of repair and restoration materials, calculating the cost and timing of repairs, building network schedules . Block 16 with one output is connected to the functional cost analysis subsystem (FSA) 17 associated with block 18 for assessing the available financing for repair of gas compressor units, and the other output of block 16 is connected to block 19 of the final formation of the sequence and volume of repair and restoration work, with which the output is also connected block 14. Block 19 is connected to block 20 for monitoring the timing and quality of repair and restoration work and the necessary resource support for the operation of the gas compressor unit. Information links of the proposed system for diagnosing a single gas unit with the main functional services that ensure the functioning of the gas unit (operational 21 and dispatching 22 services) are indicated by dashed lines in the drawing. Similar relationships are formed on the scale of the compressor shop, compressor station, gas transmission company (not shown in the drawing).
Система диагностирования работает следующим образом.The diagnostic system works as follows.
Сигналы от датчиков 3 после аналого-цифрового преобразования и масштабирования поступают в устройство сбора информации 4, обрабатываются по стандартным алгоритмам и, при отсутствии отклонений от заданных значений, поступают в микропроцессор 5, связанный с системой управления 2. При появлении отклонений в показаниях датчиков информация поступает в подсистему параметрической диагностики 6, которая оценивает текущее техническое состояния ГПА по измеряемым термогазодинамическим параметрам. Объектом параметрического диагностирования являются элементы газовоздушного тракта ГПА ( выявление дефектов ГПА на ранних стадиях их развития с целью принятия оптимальных управляющих решений с учетом фактического состояния агрегата). Основными видами распознаваемых дефектов являются: загрязнение проточной части, износ лопаточного аппарата, износ уплотнений, увеличение радиальных зазоров, повреждения лопаточного аппарата, устойчивой работы осевого компрессора и нагнетателей и пр. В случае выхода из строя какого-либо датчика его показания заменяются расчетной оценкой. Значения параметров состояния и интегральных показателей работы ГПА накапливаются в блоке формирования выходящей параметрической информации 12, откуда поступают в блок 14 формирования графиков очередности вывода ГПА в ремонт “по состоянию”. Подсистема вибрационной диагностики 7 осуществляет проведение по графику вибромониторинг каждого ГПА и формирование файлов с результатами виброизмерений (спектры), которые по каналу связи передаются в блок 13 формирования вибрационного состояния ГПА и дефектов узлов и деталей по вибрационным причинам. Обработанная информация поступает на второй вход блока 14, интегрируется с данными параметрической диагностики и на выходе блока 14 в результате анализа тенденций изменения состояния агрегата и его узлов во времени автоматически формируются графики очередности вывода ГПА в ремонт “по состоянию”. Эти данные затем поступают в блок 19, где используются для окончательного формирования очередности и объемов ремонтно-восстановительных работ в условиях недофинансирования. Подсистема визуально-оптической диагностики 8 обрабатывает информацию, получаемую с помощью эндоскопа, вводимого в полость газовоздушного тракта ГПА, остановленного для планового технического осмотра, и выдает данные для разработки рекомендаций по дальнейшей эксплуатации ГПА или выводу его в ремонт. Подсистема ресурсной диагностики 9 осуществляет контроль остаточного гарантийного ресурса узлов и деталей ГПА по мере их наработки с фиксацией критического значения (менее 5% запаса). При превышении предела ресурса эксплуатации того или иного конструктивного элемента ГПА вырабатывается предупреждающий сигнал. По результатам анализа состояния данного конструктивного элемента и всего ГПА в целом формируется информация, необходимая для принятия решения об останове ГПА для замены дефектных узлов и деталей или для обоснования решения о продлении их ресурса. Подсистема экспертной диагностики 10 осуществляет обработку данных по скорости изменения рабочих параметров ГПА, не охваченных вышеперечисленными подсистемами. Например, для ГПА с газотурбинным приводом осуществляется мониторинг таких параметров, как: температура масла и подшипников, вибрация камеры сгорания, опор конструкции, корпуса осевого компрессора и турбины, маслопроводов, неравномерность температурного поля за турбиной низкого давления, величина неравномерности температурного поля перед турбиной высокого давления, удельный расход масла и др. Мониторинг осуществляется синхронно во времени с вибропараметрическим мониторингом состояния ГПА. Информация от подсистем 6 и 7, кроме того, передается в блок 11, куда также поступает информация от подсистем 8, 9, 10 и где осуществляется формирование предварительной дефектной ведомости (перечень параметров предельно-допустимого уровня эксплуатации ГПА). Из блока 11 информация поступает в блок 15, где осуществляется формирование полной дефектной ведомости после останова и вскрытия ГПА. На основе этой информации в блоке 16 осуществляется формирование заявок на запасные части, комплектование необходимых объемов и типов ремонтно-восстановительных материалов, расчет стоимости и сроков проведения ремонтов, построение сетевых графиков. Далее в работу включается подсистема ФСА 17, в которой с учетом данных из блока 18 об объемах реального финансирования ремонтно-восстановительных работ и данных из блока 19 об окончательном формировании очередности объемов ремонтно-восстановительных работ в условиях недофинансирования формируется корректирующее предложение по изменению объемов и сроков работ в рамках оптимизации с учетом требуемого минимального ресурса эксплуатации ГПА после ремонта. Далее информация обрабатывается и корректируется функциональными службами 21, 22 и передается в блок 19 для реализации ремонтно-восстановительных работ с обеспечением их контроля с помощью блока 20.The signals from the sensors 3 after analog-to-digital conversion and scaling are fed to the data acquisition device 4, processed according to standard algorithms and, in the absence of deviations from the set values, are sent to the microprocessor 5 connected to the control system 2. When deviations appear in the sensor readings into the subsystem of parametric diagnostics 6, which evaluates the current technical condition of the gas compressor unit by measured thermogasdynamic parameters. The object of parametric diagnosis is the elements of the gas-air duct of the gas compressor unit (identification of defects of the gas compressor unit at the early stages of their development with the aim of making optimal control decisions taking into account the actual state of the unit). The main types of recognized defects are: contamination of the flow path, blade wear, seal wear, increased radial clearances, blade damage, stable operation of the axial compressor and blowers, etc. If a sensor fails, its readings are replaced by a calculated estimate. The values of the state parameters and integral indicators of the GPU operation are accumulated in the block for generating outgoing parametric information 12, from where they come to the block 14 for generating schedules for the sequence of the GPU for repair “as-is” condition. The vibration diagnostics subsystem 7 carries out the vibration monitoring of each HPA according to the schedule and generates files with the results of vibration measurements (spectra), which are transmitted through the communication channel to the unit 13 for generating the vibration state of the GPU and defects in components and parts for vibration reasons. The processed information arrives at the second input of block 14, is integrated with the data of parametric diagnostics, and at the output of block 14, as a result of the analysis of trends in the state of the unit and its components in time, schedules for the succession of the GPU for repair “according to state” are automatically generated. These data are then transferred to block 19, where they are used for the final formation of the sequence and volume of repair and restoration work in conditions of underfunding. The subsystem of visual-optical diagnostics 8 processes the information obtained with the help of an endoscope inserted into the cavity of the gas-air duct of the gas compressor unit, which was stopped for routine technical inspection, and provides data for the development of recommendations for further operation of the gas compressor unit or for its repair. The resource diagnostics subsystem 9 monitors the residual warranty life of the GPU components and parts as they work out with fixing a critical value (less than 5% of the stock). If the service life limit of one or another structural component of the gas compressor unit is exceeded, a warning signal is generated. Based on the results of the analysis of the state of this structural element and the entire gas compressor unit as a whole, the information is generated that is necessary to make a decision to stop the gas compressor unit to replace defective components and parts or to justify the decision to extend their resource. The subsystem of expert diagnostics 10 processes data on the rate of change of the operating parameters of the gas compressor units not covered by the above subsystems. For example, for gas-turbine driven gas compressor units, monitoring is carried out of such parameters as: oil and bearing temperature, vibration of the combustion chamber, structure supports, axial compressor and turbine housings, oil pipelines, temperature field non-uniformity behind the low pressure turbine, temperature field non-uniformity in front of the high pressure turbine , specific oil consumption, etc. Monitoring is carried out synchronously in time with vibroparametric monitoring of the state of the gas compressor unit. Information from subsystems 6 and 7, in addition, is transmitted to block 11, which also receives information from subsystems 8, 9, 10 and where the preliminary defective statement is generated (a list of parameters for the maximum permissible level of GPU operation). From block 11, the information goes to block 15, where the complete defective list is formed after the GPU has been stopped and opened. Based on this information, in block 16, requests for spare parts are formed, acquisition of the necessary volumes and types of repair and restoration materials, calculation of the cost and timing of repairs, construction of network schedules. Next, the FSA 17 subsystem is included in which, taking into account the data from block 18 on the volumes of real financing for repair and restoration works and the data from block 19 on the final formation of the sequence of volumes of repair and restoration works under conditions of underfunding, a corrective proposal is formed to change the volumes and terms of work as part of optimization, taking into account the required minimum service life of the gas compressor after repair. Further, the information is processed and adjusted by the functional services 21, 22 and transmitted to block 19 for the implementation of repair work with ensuring their control using block 20.
Использование предлагаемой системы диагностирования, например, для ГПА типа ГТК-10 показывает следующее.The use of the proposed diagnostic system, for example, for gas turbine engines of the GTK-10 type, shows the following.
Подсистема параметрической диагностики на базе штатных алгоритмов позволяет рассчитывать выходные интегральные параметры (мощность, КПД, производительность центробежного нагнетателя, запас по помпажу и др.), оценивать количественные потери мощности в агрегатных узлах (осевой компрессор, турбина высокого и низкого давления), их причины, а также суточные (месячные) скорости снижения интегральных параметров, на базе которых прогнозируется дата вывода ГПА в ремонт по мощностному состоянию, регламентируемая предельно допустимой величиной потери номинальной мощности (50%). Подсистема вибрационной диагностики обеспечивает возможность с помощью малогабаритного переносного вибросборщика типа СК-1100, программного обеспечения по вибромониторингу “Виброник” и программы “ВибДекс” заблаговременно фиксировать до 38 дефектов в различных узлах ГПА, определяющих ресурс надежной эксплуатации ГПА, и прогнозировать дату вывода ГПА в ремонт по состоянию безопасности, регламентируемой превышением допустимого уровня вибрации. Подсистема визуально-оптической диагностики обеспечивает проведение эндоскопии элементов проточной части ГПА в период технического осмотра, а также выполнение визуального мониторинга состояния основных узлов и блоков ГПА в процессе их эксплуатации с фиксацией основных контрольных параметров (обороты, температура масла, подшипников, корпуса турбины, контроль наличия утечек через разъемы, разрушение изоляции и т.п.) с формированием разрешительной или запрещающей эксплуатации ГПА без замены дефектных узлов и деталей. Подсистема ресурсной диагностики обеспечивает контроль состояния узлов и деталей ГПА с учетом их гарантийной наработки и вырабатывает информацию, необходимую для принятия решения о своевременной замене или для обоснования продления ресурса. Подсистема экспертной диагностики позволяет на базе связи параметров ГПА с характерными неисправностями в рамках регулярного сменного контроля технического состояния идентифицировать их и формировать общий перечень дефектов, фиксировать закономерности их развития во времени и получать кривые изменений контролируемых параметров (неравномерности температурного поля, вибрации ГПА, трубопроводов обвязки, опорных колонн, температур масла и подшипников и др.) вплоть до границы предельного увеличения (5% от заданного предела) с указанием станционного номера ГПА, цеха и компрессорной станции.The parametric diagnostic subsystem based on standard algorithms allows you to calculate the output integral parameters (power, efficiency, centrifugal blower performance, surplus margin, etc.), to estimate the quantitative power losses in the aggregate units (axial compressor, high and low pressure turbine), their causes, as well as the daily (monthly) rate of decrease in integral parameters, on the basis of which the date of commissioning of the gas compressor unit for repair according to the power state, which is regulated by the maximum permissible value, is predicted loss of rated power (50%). The subsystem of vibration diagnostics provides the possibility of using the small-sized portable vibration collector type SK-1100, vibration monitoring software “Vibronik” and the program “VibDex” to fix up to 38 defects in advance in various units of the gas compressor unit, which determine the resource for reliable operation of the gas compressor unit, and to predict the date of the commissioning of the gas compressor unit for repair as a safety condition regulated by exceeding the permissible level of vibration. The subsystem of visual-optical diagnostics provides endoscopy of elements of the flowing part of the gas compressor unit during the period of technical inspection, as well as visual monitoring of the state of the main components and blocks of the gas compressor unit during their operation with fixing the main control parameters (speed, oil temperature, bearings, turbine housing, availability control leaks through connectors, destruction of insulation, etc.) with the formation of permissive or prohibiting operation of a gas compressor without replacing defective components and parts. The subsystem of resource diagnostics provides control of the condition of units and parts of gas compressor units taking into account their warranty life and generates the information necessary to make a decision on timely replacement or to justify the extension of the resource. The expert diagnostic subsystem allows identifying them and forming a general list of defects, fixing the patterns of their development over time and obtaining curves of changes in the monitored parameters (temperature field unevenness, vibration of the gas compressor unit, piping piping, supporting columns, oil and bearing temperatures, etc.) up to the limit of the maximum increase (5% of the specified limit) with GPA, workshop and compressor station numbers.
В итоге, на основе выходных интегральных характеристик ГПА и скорости их изменения программно формируется график вывода ГПА конкретной компрессорной станции в ремонт “по мощностному состоянию” или по КПД, который корректируется с учетом вибрационных и визуально-оптических характеристик. Откорректированный график вывода ГПА на компрессорной станции в планово-предупредительный ремонт передается вместе с перечнем дефектов и методов их устранения (запасные части, виды работ) на сервер газотранспортной сети, откуда по адресному запросу производственной службы информация поступает на согласование в центральную диспетчерскую службу. Согласованный и откорректированный график вывода ГПА в ремонт “по состоянию” поступает в ремонтную службу для предварительной обработки по минимуму (конкретное количество запасных частей и материалов) и уточняется после вскрытия ГПА.As a result, on the basis of the output integral characteristics of the GPU and the speed of their change, a schedule for the output of the GPU of a particular compressor station for repair “in terms of power state” or in efficiency, which is adjusted for vibration and visual-optical characteristics, is programmatically generated. The adjusted schedule of the gas compressor unit discharge to the compressor station for scheduled preventive repairs is transmitted, together with a list of defects and methods for their elimination (spare parts, types of work), to the gas transmission network server, from where, at the address request of the production service, the information is submitted for approval to the central dispatch service. The agreed and corrected schedule for the commissioning of gas treatment units for repair “as per condition” is received by the repair service for minimum pre-treatment (a specific number of spare parts and materials) and is specified after opening the gas treatment unit.
Предлагаемая система диагностирования может использоваться для ГПА как с газотурбинным, так и с электрическим приводом. Она открыта для поступления информации о триботехническом состоянии узлов трения, о химико-физическом составе продуктов сгорания, о техническом состоянии вспомогательного оборудования компрессорных станций и т.д. Это позволяет эффективно проводить процедуры ФСА (оценку и минимизацию временных и стоимостных затрат), выводить в ремонт ГПА “по состоянию” без остановки ГПА системами защиты, исключать предельный износ оборудования и предотвращать аварийные ситуации с нарастающим объемом дефектов, заблаговременно подготавливать необходимые ремонтные материалы и запасные части. В результате информативность и точность диагностирования ГПА повышаются и за счет расширения функциональных возможностей системы диагностирования обеспечивается возможность формирования на ее основе системы непрерывного технического обслуживания и ремонта (СНТОР) ГПА “по состоянию” в масштабах большой газотранспортной сети. СНТОР, предназначенная для использования в режиме “МОНИТОРИНГА” (под которым понимается последовательное внесение данных в порядке их поступления с ГПА), позволяет для каждого из введенных в систему ГПА, с их распределением по цехам и компрессорным станциям, формировать документацию, содержащую следующую информацию:The proposed diagnostic system can be used for a gas turbine with both a gas turbine and an electric drive. It is open for information on the tribological state of friction units, on the chemical and physical composition of combustion products, on the technical condition of auxiliary equipment of compressor stations, etc. This makes it possible to efficiently carry out FSA procedures (assessment and minimization of time and cost costs), to bring into the GPA repair “as-is” without stopping the GPA by protection systems, eliminate extreme wear of equipment and prevent accidents with an increasing volume of defects, and prepare the necessary repair materials and spare parts in advance parts. As a result, the informativeness and accuracy of diagnosing a gas compressor unit are increasing, and by expanding the functionality of the diagnostic system, it is possible to form on its basis a continuous maintenance and repair system (SSTOR) of a gas compressor unit “as-is” on the scale of a large gas transmission network. SNTOR, intended for use in the “MONITORING” mode (which is understood as sequential input of data in the order they were received from the gas compressor unit), allows for each of the gas compressor entered into the system, with their distribution among workshops and compressor stations, to generate documentation containing the following information:
- сведения о типе, номинальной мощности, годе постройки и наработке с начала эксплуатации;- information about the type, rated power, year of construction and operating hours from the beginning of operation;
- наименование компрессорной станции, номер цеха, номер агрегата в цехе, тип агрегата;- name of the compressor station, workshop number, unit number in the workshop, type of unit;
- предполагаемая дата проведения технического осмотра или ремонта, предполагаемая наработка ГПА на дату вывода в ремонт, вид и продолжительность технического осмотра или ремонта;- the estimated date of the technical inspection or repair, the estimated operating time of the gas compressor unit at the date of withdrawal for repair, the type and duration of the technical inspection or repair;
- данные по мониторингу технического состояния агрегата;- data on monitoring the technical condition of the unit;
- список базовых элементов и их характеристики;- a list of basic elements and their characteristics;
- список и стоимость запасных частей;- list and cost of spare parts;
- список и стоимость работ;- list and cost of work;
- заявка на запасные части и узлы, формируемые на основе расчета.- an application for spare parts and units formed on the basis of calculation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004107236/06A RU2245533C1 (en) | 2004-03-12 | 2004-03-12 | Device for diagnosing gas-pumping assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004107236/06A RU2245533C1 (en) | 2004-03-12 | 2004-03-12 | Device for diagnosing gas-pumping assembly |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2245533C1 true RU2245533C1 (en) | 2005-01-27 |
Family
ID=35139081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004107236/06A RU2245533C1 (en) | 2004-03-12 | 2004-03-12 | Device for diagnosing gas-pumping assembly |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2245533C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA039294B1 (en) * | 2019-04-19 | 2021-12-30 | Акционерное общество "РОТЕК" (АО "РОТЕК") | Method for automatic ranking assessment of causes of wear in rotary unit bearing assemblies |
-
2004
- 2004-03-12 RU RU2004107236/06A patent/RU2245533C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЗАРИЦКИЙ С.П. Диагностика газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. - М.: Недра, 1987, с.13-22. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA039294B1 (en) * | 2019-04-19 | 2021-12-30 | Акционерное общество "РОТЕК" (АО "РОТЕК") | Method for automatic ranking assessment of causes of wear in rotary unit bearing assemblies |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10527520B2 (en) | Operating wind motors and determining their remaining useful life | |
| Fujiyama et al. | Risk-based inspection and maintenance systems for steam turbines | |
| AU2013224890B2 (en) | Method and system for real time gas turbine performance advisory | |
| CN106404403B (en) | Method and system for analysis of a turbomachine | |
| US8116990B2 (en) | Method and system for real-time prognosis analysis and usage based residual life assessment of turbine engine components and display | |
| TW200424901A (en) | Operation support system for power plant | |
| AU2003203597B2 (en) | Plant maintenance method and apparatus | |
| Liu et al. | Optimal multi-type inspection policy for systems with imperfect online monitoring | |
| Oscar et al. | The monitoring system of an actual technical condition for pumping units with frequency analysis | |
| JP2006057595A (en) | Gas turbine performance diagnosing system and its method | |
| JP3742310B2 (en) | Power generation equipment maintenance support system | |
| WO2019135747A1 (en) | Probabilistic life evaluation algorithm for gas turbine engine components | |
| RU2245533C1 (en) | Device for diagnosing gas-pumping assembly | |
| US8322202B2 (en) | Method for inspecting a turbine installation and corresponding device | |
| RU2668852C1 (en) | Method and system of accounting residual operation life of turbo-aggregate components | |
| CN105117985A (en) | Systematization method for equipment defect management for oil refining enterprises | |
| Sinay et al. | Multiparametric Diagnostics of Gas Turbine Engines | |
| RU2726317C1 (en) | Gas turbine installation remote monitoring system | |
| JPH02136713A (en) | Diagnostic system for plant facility | |
| JP2003193808A (en) | Diagnostic method and diagnostic system of electric power plant | |
| Jardine et al. | Interpretation of inspection data emanating from equipment condition monitoring tools: method and software | |
| Nilsson | Maintenance management of wind power systems: Cost effect analysis of condition monitoring systems | |
| JP2001306131A (en) | Apparatus for supporting turbine maintenance | |
| Murmanskii et al. | Features of steam turbines diagnostics | |
| EA039294B1 (en) | Method for automatic ranking assessment of causes of wear in rotary unit bearing assemblies |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060313 |