Параметрический контроль технического состояния газового тракта ЦБН предусматривает количественную интегральную оценку состояния проточной части и запаса по помпажу.
При разработке методов и моделей параметрического контроля целесообразно ориентироваться на показатели, интегрально отражающие влияние общей совокупности неисправностей на работоспособность ЦБН. Применительно к оценке технического состояния и запаса по помпажу такими показателями могут служить соответственно к. п. д. и коэффициент устойчивой работы нагнетателей, к. п. д. нагнетателя является наиболее информативным показателем для контроля состояния проточной части ЦБН в целом в сравнении с рекомендуемыми рядом авторов для этой цели адиабатическим (политропическим) и полным напорами, так как последние не чувствительны к отдельным видам неисправностей. Что касается оценки запаса по помпажу, то показатели альтернативные коэффициенту устойчивой работы отсутствуют, и поэтому при решении практических задач вопрос сводился к определению выражения для модели контроля запаса по помпажу с коэффициентом устойчивой работы в качестве диагностического признака.
При разработке методов и моделей параметрического контроля целесообразно ориентироваться на показатели, интегрально отражающие влияние общей совокупности неисправностей на работоспособность ЦБН. Применительно к оценке технического состояния и запаса по помпажу такими показателями могут служить соответственно к. п. д. и коэффициент устойчивой работы нагнетателей, к. п. д. нагнетателя является наиболее информативным показателем для контроля состояния проточной части ЦБН в целом в сравнении с рекомендуемыми рядом авторов для этой цели адиабатическим (политропическим) и полным напорами, так как последние не чувствительны к отдельным видам неисправностей. Что касается оценки запаса по помпажу, то показатели альтернативные коэффициенту устойчивой работы отсутствуют, и поэтому при решении практических задач вопрос сводился к определению выражения для модели контроля запаса по помпажу с коэффициентом устойчивой работы в качестве диагностического признака.
Метод определения технического состояния проточной части нагнетателя
Возможность оценки состояния проточной части ЦБН, так же как и компрессоров ГТУ, обусловлена экспериментально выявленной взаимосвязью изменения к. п. д. нагнетателя (компрессора) со сдвигом его расходно-напорных характеристик. Систематизированные экспериментальные данные представлены на рис. 3.20. По оси абсцисс отложено относительное изменение (увеличение) частоты вращения ЦБН (компрессора) , необходимое для восстановления пониженной из-за ухудшения технического состояния проточной части степени сжатия (б(() до эталонного (енэ) для данного режима работы значения. Это значение определяется по эталонной характеристике, соответствующей исправному состоянию нагнетателя (компрессора) . По оси ординат отложено отклонение (снижение) фактического политропического к. п. д. от эталонного значения. Из рис. 3.20 следует, что, если принять линейную связь между Δηп и δn= Δn/nд с коэффициентом пропорциональности Кн (для ЦБН - 1,25,а компрессоров — 2), то в реальном диапазоне изменения аргумента предельная ошибка определения функции (Δηп) не превышает ±1,5 %. В соответствии с принятым допущением модель параметрического контроля технического состояния проточной части ЦБН (компрессора) имеет вид
Δηп=Кн(Δn/nд) (1)
где nд— частота вращения на эксплуатационном режиме.
Процесс оценки изменения технического состояния нагнетателя при этом следующий.
Рис. 1. Взаимосвязь изменения частоты вращения и политропического к. п. д. компрессоров при изменении технического состояния проточной части (условие εн = idem)
1 - осевые; 2 - центробежные
1 - осевые; 2 - центробежные
Для известной характеристики сети, на которую работает нагнетатель по измеренной пд, на эталонных характеристиках находят соответствующую ей εнэ. После чего, изменяя режим работы, выводят нагнетатель на режим, которому соответствует степень сжатия, равная эталонному значению, и вновь измеряют частоту вращения. По вычисленной разности частот вращения (Δn) с использованием выражения (1) определяется отклонение к. п. д. от значения, соответствующего исправному техническому состоянию. В том случае, если при эксплуатации нагнетателя ен поддерживается постоянной, а характеристика сети ЦБН и состав транспортируемого газа сохраняются неизменными, то отпадает необходимость в изменении режима работы нагнетателя. Отклонение к. п. д. определяется по зафиксированному относительному изменению частоты вращения
В качестве базового параметра, при постоянстве которого оценивается сдвиг характеристик, помимо εн может использоваться объемный расход V, условие V = idem более предпочтительно для высоконапорных компрессоров с крутыми характеристиками, для которых неисправности проявляются в большем изменении расхода, чем степени сжатия. Вместе с тем реализация этого условия на практике требует организации измерения расхода, что представляет определенную техническую сложность.
Возвращаясь к модели параметрического контроля [формула (1) ], отметим, что, если пользоваться не средними эталонными для ЦБН (компрессоров) каждого типа характеристиками, а индивидуальными, полученными для каждого конкретного ЦБН (компрессора), то погрешность определения отклонения к. п. д. снизится до уровня ~ 0,7 %. Отмеченный уровень точности для обобщенного и индивидуального типов модели, полученный по экспериментальным данным, отражающим влияние эрозии — одной из характерных неисправностей ЦБН и загрязнения проточной части как неисправности компрессоров, требует последующего уточнения по мере накопления данных по влиянию других неисправностей на сдвиг характеристик. К их числу в первую очередь следует отнести увеличение зазора в уплотнении по покрывному диску ЦБН и радиальных зазоров компрессоров, приводящих к росту вторичных потерь.
В отличие от эрозии и загрязнения проточной части, в основном сдвигающих характеристики ε(V1нпр) и Δηп(V1нпр), указанные неисправности наряду с Δηп(V1нпр) влияют на сдвиг характеристики Hпр(V1нпр). в челом- резюмируя сказанное, следует подчеркнуть, что метод, основанный на использовании модели (1), достаточно прост для эксплуатационного персонала и не требует специальных измерений. Фактором, ограничивающим возможность его использования, является необходимость изменения режима работы ГПА для удовлетворения условию ε = idem, что не всегда возможно из условий работы КС. Вместе с тем следует иметь в виду, что возможность оценки технического состояния ЦБН по данному методу не исключает целесообразность организации измерения расхода технологического газа. Обладая значимой диагностической ценностью, данный параметр может служить основой создания более совершенных моделей контроля и является необходимым для моделей параметрического диагностирования.
В качестве базового параметра, при постоянстве которого оценивается сдвиг характеристик, помимо εн может использоваться объемный расход V, условие V = idem более предпочтительно для высоконапорных компрессоров с крутыми характеристиками, для которых неисправности проявляются в большем изменении расхода, чем степени сжатия. Вместе с тем реализация этого условия на практике требует организации измерения расхода, что представляет определенную техническую сложность.
Возвращаясь к модели параметрического контроля [формула (1) ], отметим, что, если пользоваться не средними эталонными для ЦБН (компрессоров) каждого типа характеристиками, а индивидуальными, полученными для каждого конкретного ЦБН (компрессора), то погрешность определения отклонения к. п. д. снизится до уровня ~ 0,7 %. Отмеченный уровень точности для обобщенного и индивидуального типов модели, полученный по экспериментальным данным, отражающим влияние эрозии — одной из характерных неисправностей ЦБН и загрязнения проточной части как неисправности компрессоров, требует последующего уточнения по мере накопления данных по влиянию других неисправностей на сдвиг характеристик. К их числу в первую очередь следует отнести увеличение зазора в уплотнении по покрывному диску ЦБН и радиальных зазоров компрессоров, приводящих к росту вторичных потерь.
В отличие от эрозии и загрязнения проточной части, в основном сдвигающих характеристики ε(V1нпр) и Δηп(V1нпр), указанные неисправности наряду с Δηп(V1нпр) влияют на сдвиг характеристики Hпр(V1нпр). в челом- резюмируя сказанное, следует подчеркнуть, что метод, основанный на использовании модели (1), достаточно прост для эксплуатационного персонала и не требует специальных измерений. Фактором, ограничивающим возможность его использования, является необходимость изменения режима работы ГПА для удовлетворения условию ε = idem, что не всегда возможно из условий работы КС. Вместе с тем следует иметь в виду, что возможность оценки технического состояния ЦБН по данному методу не исключает целесообразность организации измерения расхода технологического газа. Обладая значимой диагностической ценностью, данный параметр может служить основой создания более совершенных моделей контроля и является необходимым для моделей параметрического диагностирования.
С.П. Зарицкий "Диагностика газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом"
Приобететение доступа к файлам
ВНИМАНИЕ: Данная информация получена путем сканирования, цифровой обработки физических носителей или обмена с неравнодушными пользователями. Она не имеет отметок грифа секретности и тайны, если вы считаете, что эта информация нарушает Ваши авторские или другие права. Незамедлительно сообщите администратору для удаления ее из портала.