Введение к работе
Актуальность проблемы. Постановлением Совета Министров СССР от І нояоря І9Є9 года N 924 "О первоочередных мерах по обеспечению безопасной эксплуатации и повышению надежности работы магистральных трубопроводов" предусмотрено "разработать и включить з состав Государственной научно-технической программы "Экологически чистая энергетика" научное направление "Высоконадежный трубопроводный транспорт", планируются работы в области "экспертизы проектов в части надежности и безопасности эксплуатации..., организации разработки новых методов и технических средств диагностики трубопроводов, разработки нормативно-регламентной документации по проведению диагностирования трубопроводов, сбора и обработки информации о работе трубопроводов и их объектов, анализа причин отказов в работе, повреждений оборудования, труб и трубопроводных систем". Таким образом, в трубопроводном транспорте нефти на первый план выдвигаются вопросы безопасности, надежности и диагностирования технического состояния оборудования.
Основным звеном нефтепроводной системы являются магистральные насосы, надежная и безопасная'работа которых должна., быть гарантирована в течение 350 суток в году. На нефтеперекачиванцнх станциях (КОС) Главтранснефти в основном применяются отечественные центробежные насосы серии НМ с колесом двустороннего входа. Самая большая машина этого ряда имеет двигатель мощностью 000 кВт, на номинальном реясше подача составляет І0СС0...I25G0 м /ч при напоре до 210 м. Несмотря на тс, что на НПС предусмотрено
резервирование насосных агрегатов, переход к эксплуатации сез постоянного присутствия обслуживающего персонала сдерживается из-за недостаточной надежности и безопасности агрегатов.
Исследования работы насосных станций магистральных нефте-'"проводоБ показывают, что существенное влияние на. погрешности показателей надежности оказывают.следующие недостатки: расчеты проводятся без учета резервирования и восстановления агрегатов, нагруженкости резерва, требует уточнения - классификация отказов, недостаточно обоснованы межремонтные периоды при шіакоЕо-предут предительккх ремонтах (ПНР).
По-прежнему одним из наименее надежных. у5дов_.насоса-.остается узел торцового уплотнения, он ограничивает безопасность эксплуатации всей НПО.
Диссертационная работа выполнена в,соответствии с Комплексной научно-технической программой Минвуза FC5CP "Нефть и газ Западной Сибири", приказ от 1С.10.86 N 641 и тематическим планом Микнефтепрома.
Целью настоящей работы является повышение безопасности работы насосов ШО и их межремонтного ресурса с помощью диагностирования технического состояния узла торцового уплотнения.
Основные задачи исследования: . . '
-
статистическое исследование надежности работы магистральных насосов ШС и их торцовых уплотнений по фактическим данным ка основе научно обоснованных подходов с учетом резервирования, воестановления и технического использования оборудования;
-
изучение тешюфїзическиз условий рзСотц торцовых уплот-
нений в стационарных и нестационарных режимах, получение рекомендация до их температурному диагностированию;
3) разработка и отладка устройства диагностирования узла торцового уплотнения насоса, работающего б автоматическом режиме, совместимого с существующими-и проектирурмыми системами автоматики .
Научная новизна. Обоснованы требования к минимальной продолжительности наблюдений из услсЕия равенства средней наработки между отказами и нэ отказ с учетом коэффициента календарного использования оборудования. Получены показатели надежности тср-цоеых уплотнений, насосов, насосных агрегатов и НПС в их взаимосвязи, позволяющие прогнозировать вопросы перехода на эксплуатации НПС без постоянного присутствия обслуживающего персонала.
Предложены приближенные зависимости для оценки влияния резервирования насосных агрегатов (с учетом восстановления и наг-руженности резерва) на среднюю наработку между отказами насосных агрегатов станции.
Предложена корреляционная зависимость 'для оценки влияния числа пусков на надежность насосных агрегатов.
Разработан температурный метод диагностирования технического состоялоя узлов торцовых уплотнении магистральных насосов и дрздлокен алгоритм диагностирования.
Практическая цешюсть и реализация работа. В' результате статистических исследований надезкости работы магистральных насосных агрегатов, насосов и их торцевых уплотнений за несколько лет были уточнены требования ГОСТ 27.502-83 к минимальной про-
должительности наблюдений по планам [NRT) и [ЇЖ] для случая переменного календарного использования оборудования. Зто позволило снизить погрешности параметров надежности и получить достсвер-ные результаты. Предложенные расчетные формулы для средней наработки между отказами насосных агрегатов КПС с учетам восстановления, резервирозаніїя и нагрукекности резерва позволяют проводить анализ надежности оборудования ШС и прогкозирозэть ее изменение при изменении схемы работы насосных агрегатов, при переходе на технологию эксплуатации без постоянного присутствия обслуживающего персонала, при диагностировании оборудования.
Разработанные рекомендации по продолжительности наблюдении
и .расчету параметроз надежности включені: в "Рекомендации по по
вышению экономичности и межремонтного ресурса магистральных на
сосных агрегатов", утвержденные Глав транснефтью' 27,07.89. и б
руководящий документ "Система сбора, обработки статистической
информации и расчета параметроз надежности оборудования КПС",
утвержденный 14 ноября 1990 года,Управлением Урало-Слбпрских ма
гистральных нефтепроводов. Руководящий документ предназначен для
районных нефтеперекачивающих управлений УУСШ и эксплуатационных
служб НПС. '".-.
Результаты экспериментальных исследований теплсфизических условий работы торцовых уплотнений позволили разработать устройство температурного диагностирования узлов торцовых. уплотнений магистральных насосов, которое рекомендовано для использования на НПС с целью повышения надежности и безопасности их работы.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладыва-
лись и обсуждалась:
-
на IV, V Всесоюзных научно-технических, совещаниях по уп-готнительноп технике, Сумы, 1985, I9S8;
-
на научно-технической конференции студентов, асгаграктов і молодых ученых Башкирии "Молодежь и научно-технический прогресс", Уфа, IS8S;
-
на республиканской научно-технической конференции "Проо-іеми нефти и газа", Уфа, I93S;
-
на научно-технической конференцій' студентов, аспирантов і молодых ученых Багак;гоии "Творческая молодежь Башкирии - уско-зениь научно-технического прогресса", Уфа, 1988;
-
на VIII республиканской научно-технической конференции толодых ученых и специалистов по проблемам сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов по трубопроводам, Уфа, 1983;
-
на международном.' семинаре "Проблемы сбора, подготовки и іагпстралького транспорта нефти", Уфа, 1983;
-
на совещании'главных механиков Управлений магистральными :ефтепроводами Гдавтранскефти, Гомель, 1990.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 ра-от.
Объем .работы. Диссертация состоит .из введения, 4 глав, вн-одов и рекомендации, изложена на 142 страницах маоикописного екстз, включает 13 таблиц, 35 рисунков и 6 приложении.'соисок спользовашшх источников включает 184 наименования.
