Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Системы обслуживания и ремонта газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом и перспективы их развития
1.1. Анализ технического состояния парка газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом
1.2 Анализ систем обслуживания и ремонта газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом
1.3 Совершенствование системы планово-предупредительного ремонта с учетом технического состояния
1.4 Постановка задачи исследования 32
ГЛАВА 2. Методология построения системы непрерывного технического обслуживания и ремонта газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом «по состоянию» 36
2.1. Построение диагностических блоков системы непрерывного технического обслуживания и ремонта газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом «по состоянию» 43
2.2 Формирование информационного потока результатов мониторинга и получение выходной интегральной информации по техническому состоянию газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом
23 Формирование графика очередности вывода газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом в ремонтно-восстановительные работы «по состоянию» и эксплуатационной дефектной ведомости 127
2.4. Построение информационно-вычислительной системы на базе методов и средств функционально-стоимостного анали за по диагностическому обслуживанию газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом в период его ремонта.. 129
ГЛАВА 3. Методология оценки качества проведения ремонтно-восстановительных работ и восстановления технического состояния газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом в условиях эксплуатации 134
3.1. Оценка качества проведения ремонтно-восстановительных работ на базе диагностического обслуживания 134
3.2. Методика восстановления технического состояния газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом в условиях эксплуатации 138
Основные выводы и результаты 158
Список использованных источников
- Анализ технического состояния парка газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом
- Анализ систем обслуживания и ремонта газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом
- Построение диагностических блоков системы непрерывного технического обслуживания и ремонта газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом «по состоянию»
- Оценка качества проведения ремонтно-восстановительных работ на базе диагностического обслуживания
Введение к работе
В настоящее время мощность всех газоперекачивающих агрегатов (ГПА) в системе ОАО «Газпром» составляет 42492,5 МВт, в т.ч- газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом (ГТПА) - 36191,6 МВт, что составляет 85,17 % от общей мощности установленных ГПА. Если учесть, что практически около половины ГПА с электрическим приводом простаивают в резерве годами из-за высокой цены на электроэнергию и ненадежности электроснабжения, фактический удельный вес использования ГТПА на компрессорных станциях (КС) близок к величине 92% [22].
Из всего объема парка ГТПА (около 3090 ед.), 55% приходится на стационарные турбоагрегаты, большинство из которых имеют срок эксплуатации 15-=-20 лет (около 60%). Несмотря на сравнительно большую наработку на отказ большинства из них (8-=-15 тыс, часов), техническое состояние ГТПА неуклонно снижается вследствие физического износа и неэффективных ре-монтно-восстановительных работ.
В такой обстановке перспектива повышения прибыли путем увеличения реализации перекачиваемого газа затруднительна без внедрения прогрессивных методов и средств поддержания ГТПА в исправном состоянии с нормативными значениями технико-экономических показателей (мощность, КПД, надежность). Это может быть достигнуто путем внедрения энергосберегающей технологии эксплуатации ГГПА и станционных систем их жизнеобеспечения (качественная подготовка технологического, топливного, пускового импульсного газа, аппаратов воздушного охлаждения (АВО) газа и масла, подготовка воздуха и т.п.) с учетом фактического технического состояния оборудования компрессорных станций.
Указанные мероприятия целесообразно реализовать в рамках внедрения систем автоматического управления (САУ) ГТПА, включающими автоматизированные диагностические программы для оптимизации режимов работы, а также системы вывода ГТПА в восстановительный ремонт «по тех-
ническому состоянию» с формированием предварительной дефектной ведо
мости [28]. При этом, необходима оперативная достоверная информация о
фактических величинах текущей располагаемой мощности, коэффициенте
полезного действия (КПД), надежности ГТПА и т.д.
J Управление технологическими режимами работы ГТПА по их индиви-
дуальным фактическим характеристикам, определяемых путем диагностирования, обеспечивает снижение затрат газа на собственные нужды на 8-10%, а вывод ГТПА в ремонт «по состоянию»- снижение затрат на техническое обслуживание и ремонт до 40% с продлением ресурса эксплуатации до 30%,
Для этого ГТПА должны быть оснащены, как минимум, штатными поверенными средствами непрерывного контроля технологических, газодинамических, вибрационных и оборотных параметров, а также приемными устройствами для визуально-оптической диагностики состояния узлов, деталей горячего тракта. По мере углубления и расширения паспортизации ГТПА эти работы должны получить необратимый характер[27].
Одновременно с этим возникает необходимость в создании системы непрерывного технического обеспечения обслуживания и ремонта (СНТОР) ГТПА «по состоянию» на базе компьютерных программ параметрической, вибрационной, визуально-оптической и других видов диагностики,
В директивном порядке руководством ОАО «Газпром» совершенствование систем ремонтно-технического обслуживания (РТО) ГТПА ориентировано, прежде всего, на стационарные ГТПА типа ГПС-10, ГТ-750-6, ГТК-ЮМ («Рекон») и ГТН-16, импортные агрегаты ГТК-10И и др.
Это может быть обусловлено следующими причинами:
структурно-количественной характеристикой парка ГТПА отрасли;
ї сверхнормативной наработкой указанных типов ГТПА;
* возможностями выполнения ремонтно-восстановительных работ сила-
ми ОАО «Газпром»;
недостаточным финансированием обновления парка ГТПА дорого
стоящими аналогами и т.п.
6 Следует отметить, что система непрерывного технического обслуживания и ремонта ГГПА «по состоянию» (т.е. с учетом реального технического состояния ГГПА, полученного в результате проведения технической диагностики) и разработанная на ее основе компьютерная программа функционирования СНТОР ГГПА должна обеспечивать возможность:
определения технико-экономических показателей работы ГГПА (располагаемая мощность, КПД, запас осевого компрессора (ОК) и центробежного нагнетателя (ЦБН) по помпажу, локализация потерь мощности, дефекты газовоздушного тракта и т.п.);
прогнозирования процесса снижения мощности и КПД» производительности ЦБН и развития дефектов газовоздушного тракта ГГПА;
выявления основных возможных дефектов проточной части ГГПА и дефектов дисбаланса роторов турбины высокого давления (ТВД), турбины низкого давления (ТНД), ЦБН, опорно-упорных подшипников, задевания по рабочим лопаткам ОК, тепловых напряжений и ослаблений маслопроводов, торцевых боев дисков ТВД и ТНД, протечек по колесу и эрозии лопаточного аппарата ЦБН, резонанса блока колонн ТНД (вибрация), возможных дефектов лопаточного аппарата ОК, ТВД, ТНД, камеры сгорания, лопаточного аппарата ЦБН, возможных дефектов ГГПА (повышенная неравномерность температурного поля, предельные уровни масла в маслобаке, предельные температуры масла в подшипниках, повышенные вибрации опор и камеры сгорания) эксплуатационного характера;
ведения базы данных по агрегатам с использованием иерархического меню (с обособлением КС по названиям и турбоагрегатов по станционным/заводским номерам);
выполнения ранжирования (сортировку) турбоагрегатов по рекомендуемым срокам вывода их в ремонт «по состоянию»;
формирования предварительных дефектных ведомостей на каждый ГГПА
в течение его эксплуатации в межремонтный период;
формирования объема и характера ремонтно-восстановительных работ при проведении планово-предупредительных ремонтов (ППР) с оценкой их трудоемкости и материальных затрат;
формирования файлов данных в заданном формате для передачи внешним пользователям (другим программам).
На первом этапе структурная схема СНТОР должна предусматривать участие «человеческого фактора» на стадии периодического параметрического, вибрационного, визуально-оптического (в период технического обслуживания - ТО) и эксплуатационного мониторинга ГГПА на выходе системы для принятия решения по рекомендациям системы. По мере слияния систем САУ ГГПА и СНТОР влияние «человеческого фактора» должно снизиться и в дальнейшем свестись к разумному минимуму.
Для эффективности использования СНТОР в объеме всего парка газотранспортных предприятие в эксплуатации которых задействованы ГГПА различного типа — стационарные, судовые, авиационные, газомотокомпрес-соры необходимо:
продолжить разработку параметрических и вибрационных диагностических программ для наиболее массовых типов ГГПА;
усиленно готовить квалифицированные эксплуатационные кадры, развивать диагностические подразделения и оснащать ГГПА штатными средствами контроля их технического СОСТОЯНИЯ.
Актуальность разработки таких систем как СНТОР ГГПА для нужд газотранспортных предприятий отражена в «Целевой комплексной программе по созданию отраслевой системы диагностического обслуживания газотранспортного оборудования компрессорных станций РАО Газпром», «Программе работ по совершенствованию отраслевой системы ремонтно-технического обслуживания (ОСРТО) основного и вспомогательного оборудования компрессорных станций газодобывающих и газотранспортных организаций (ООО) ОАО «Газпром», а также в ряде других отраслевых программ [80].
8 Компьютеризированная система СНТОР ГТПА позволяет оперативно обеспечивать текущий минимум необходимой диагностической информации по технико-экономическому состоянию газоперекачивающих агрегатов, определять оптимальные сроки вывода ГТПА в восстановительный ремонт по текущему технико-экономическому состоянию с формированием предварительной дефектной ведомости и необходимых объемов финансирования, оценивать качество ремонта и реальный остаточный эксплуатационный ресурс ГТПА.
В связи с вышеизложенным целью диссертационной работы является разработка системы непрерывного технического обслуживания и ремонта ГТПА с учетом их технического состояния, включающей в себя комплексную автоматизированную систему расширенной диагностики.
Дня достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:
проанализировать техническое состояние парка стационарных ГГПА ОАО «Газпром»;
проанализировать существующие системы ПГТР ГТПА, а также попытки их усовершенствования;
разработать методологию построения СНТОР ГТПА «по состоянию»;
разработать комплекс расширенных диагностических моделей:
о параметрической диагностики ГГПА с применением разработанных
универсальных измерительных зондов для повышения точности
замеров штатных термогазодинамических параметров ГТПА;
о вибрационной диагностики ГТПА с определением дефектов на стадии их зарождения и развития путем оперативного мониторинга вибросостояния агрегата;
о теплотехнической диагностики ГГПА;
о визуально-оптической диагностики;
о экспертной диагностики;
9 о ресурсной диагностики, базирующейся на отслеживании эквивалентной наработки основных конструктивных узлов и элементов ГГПА;
разработать методику определения очередности вывода ГТПА в ремонт с формированием эксплуатационных дефектных ведомостей, оценки объема, стоимости и качества ремонтных работ;
разработать комплексный подход к восстановлению технического состояния ГГПА типа ГТК-10-4 и ГТ-750-6 в период эксплуатации;
апробировать результаты работы СНТОР ГТПА на компрессорных станциях газотранспортных объединений ООО «Баштрансгаз» и ООО «Югтрансгаз».
Научная новизна работы заключается прежде всего в том, что автором впервые:
разработаны теоретические основы построения системы непрерывного технического обслуживания и ремонта газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом по техническому состоянию;
предложена система диагностического обслуживания ГГПА, основанная на использовании разработанной комплексной автоматизированной системы диагностики агрегатов с формированием предварительных дефектных ведомостей, перечня и стоимости ремонтных работ на каждый ГТПА в течение его эксплуатации;
* показана необходимость одномоментного замера термогазодинамических параметров при проведении параметрической диагностики ГГПА с применением разработанных измерительных зондов, нивелирующих недостатки штатных методов и средств измерения среднемассовой температуры и давления потока рабочего тела в газовоздушном тракте агрегата;
разработана диагностическая модель расширенной параметрической ди
агностики ГПА типа ГТК* 10, ГТ-750-6, а также методика очередности вы
вода газоперекачивающих агрегатов в ремонт по мощностному параметру;
10 предложен научно-обоснованный комплекс работ по восстановлению технико-экономических показателей ГГПА в условиях эксплуатации.
Практическая ценность работы заключается в том, что она выполнялась исходя из конкретных потребностей отрасли и направлена на выполнение целевой комплексной программы по созданию отраслевой системы диагностического обслуживания газотранспортного оборудования компрессорных станций ОАО «Газпром».
Разработанные методики и созданная на их основе компьютеризированная система СНТОР ГГПА прошли апробацию и опытно-промышленное внедрение в ООО «Югтрансгаз», находятся на стадии опытно-промышленного внедрения в 000 «Баштрансгаз». Применение системы позволяет оперативно получать необходимую диагностическую информацию по техническому состоянию ГГПА и с её учетом определять оптимальные сроки вывода агрегатов в восстановительный ремонт, необходимые объемы финансирования ремонтных работ, оценить качество ремонтов и остаточный эксплуатационный ресурс агрегатов.
Предложенный в рамках СНТОР комплексный подход к восстановлению нормативных технико-экономических показателей (располагаемой мощности, КПД и т.д.) ГГПА и повышению их надежности внедрен при восстановлении технического состояния агрегатов типа ГТК-10-4 на КС «Москово» ООО «Баштрансгаз», КС «Александров-Гай» ООО «Югтрансгаз»,
Анализ технического состояния парка газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом
В настоящее время в системе ОАО «Газпром» из общего числа 42 типов ГГПА в количестве 4011 шт. газотурбинные ГПА насчитывают 3090 шт., из которых 1768 шт. составляют стационарные ГПА отечественного (1372 шт.) и зарубежного (396 шт.) производства, а на долю авиационных и судовых ГПА приходится 1322 шт.
Ввиду того, что авиационные и судовые ГПА ремонтируются силами заводов - изготовителей, в первую очередь, представляет интерес оценка технического состояния стационарных ГГПА отечественного и зарубежного производства, которые целесообразно включать в систему СНТОР в следующей поэтапной последовательности: ? этап № 1: отечественные стационарные ГГПА; ? этап №2: импортные стационарные ГГПА,
Техническое состояние большей части импортных ГГПА сравнительно хорошее, что связано с целым рядом факторов: коэффициент технического состояния Кт от 0,85 и выше, что объясняется нормальным функционированием цеховых систем подготовки технологического, топливного, импульсного и пускового газа, надежной работой систем очистки и охлаяедения масла; промывкой осевых компрессоров моющими средствами, а не косточковой крошкой; достаточным обеспечением ремонтных бригад надлежащими ремонт-но-восстановительными материалами и запчастями, пусть даже отечественного производства (рабочие лопатки ТВД и ТНД, уплотнения и т.п.); высоким качеством очистки циклового воздуха; высокой контролепригодностью (0,8 и выше) и жестким автоматическим контролем величины неравномерности температурного поля продуктов сгорания перед ТВД с отключением ГГПА при достижении недопустимого предела; своевременным и качественным продлением ресурса эксплуатации.
Анализ технического состояния отечественных стационарных ГГПА показывает другую картину: большая часть эксплуатируемых ГГ11А имеет сверхнормативную общую наработку (в ряде случае до 2-х гарантийных сроков); практически на всех воздухозаборных камерах (ВЗК) ГГПА типа ГТК-10-4, ГТК-ЮМ («Рекон»), ГТ-750-6 (870 шт,) отсутствуют воздушные фильтры и пакеты шумоглушения, в результате чего отмечается интенсивное загрязнение проточной части и эрозия внутреннего корпуса, лопаток ОК, ТВД и ТНД (рисЛ, 2 приложения), кроме того, в камеру сгорания попадают соли натрия и калия, вызывающие высокотемпературную коррозию конструкций горячего тракта (рис. 3 приложения); неудовлетворительная подготовка топливного газа вследствие отсутствия резервных фильтров в фильтрах-сепараторах, что обуславливает загрязнение и эрозию ЦБН (рис, 5 приложения); низкое качество подготовки топливного газа, вследствие чего в камеру сгорания попадает попутный конденсат с примесями ванадия и молибдена, вызывающий высокотемпературную коррозию конструкций горячего тракта ГГПА (рис. 3 приложения), закоксование горелок (рис. 6 приложения) с сопутствующим повышением неравномерности температурного поля продуктов сгорания за камерой сгорания (рис, 9Л, рис, 9-2 приложения); неустранимые конструкторские ошибки, наиболее существенными из которых являются некачественный металл козырьков ТНД ГГПА типа ГТК 10-4 с остаточной деформацией, способствующей потере располагаемой мощности ТНД ГГПА до 10% вследствие срезания утонений рабочих лопа ток ТНД и увеличению штатных радиальных зазоров (рис. 7 приложения), и непродуманное исполнение узлов крепления секций пластинчатых регенера торов к опорным стойкам, в результате чего при пусках - остановках, осо бенно в зимнее время, происходит их разгерметизация с сопровождающимся ростом неравномерности температурного поля за камерой сгорания и понижением располагаемой мощности и КПД ГТПА (рис. 8 приложения); нерегулярное использование для очистки проточной части ОК косточковой крошки, являющейся не лучшим материалом для его очистки, т,к. рекомендуется пользоваться специальными моющими средствами (рис, 9 приложения); низкая контролепригодность ГТПА (от 0,25, но не выше 0,5), исключающая возможность в режиме АСУ проводить одномоментный вибропараметрический мониторинг основных расчетных параметров ГТПА; недостаточно высокое качество проведения ремонтно-восстановительных работ (рис.12,13 приложения) вследствие низкого уровня технического обустройства ремонтных участков, отсутствия необходимого объема ремонтного оборудования не позволяющего в процессе ремонтных работ восстанавливать утраченный уровень располагаемой мощности и КПД ГТПА, а также его надежность (хронический дефицит рабочих лопаток, отсутствие уплотнительных усов для лабиринтных уплотнений ротора ОК и т.п.); отсутствие полного комплекта штатных термопар приборно аппаратных средств для параметрического и теплотехнического мониторинга ГТПА исключает возможность достоверного контроля текущего технико экономического состояния агрегата невосприятие эксплуатационным персоналом отрицательной значимо сти повышения параметра неравномерности температурного поля за камерой сгорания для эффективности и надежности эксплуатации ГТПА, приводящее к значительным геометрическим деформациям корпуса турбины и элементов конструкции горячего тракта (рис- 10, 11 приложения) и др. Негативное влияние повышенной неравномерности температурного поля за камерой сгорания (перед ТВД) чрезвычайно велико и проявляется в следующем:
Анализ систем обслуживания и ремонта газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом
Стратегия технического обслуживания ГТПА по техническому состоянию (в дальнейшем «по состоянию») предусматривает выполнение ремонт-но-восстановительных работ (РВР), исходя из фактического текущего состояния агрегата- В связи с этим она является более прогрессивной по сравнению с системой планово-предупредительного РТО по наработке, не позволяющего устранить противоречия между растущим объемом ремонтно восстановительных работ и требованием обеспечения необходимого качества функционирования ГПА. Если решение о выводе ГГ11А в планово-предупредительный ремонт принимается априорно, без предварительного определения фактического технического состояния ГПТА, поэтому необходимо создать систему технического обслуживания «по состоянию» срок и объем проведения ремонтно-восстановительных работ в которой должны базироваться на определении текущего технического состояния ГГ1ІА с контролем технических параметров агрегатов и формированием предварительной дефектной ведомости, что позволило бы, обоснованно определить оптимальный срок и экономическую стоимость ремонтных работ.
Таким образом, возникла необходимость в создании динамической системы непрерывного технического обслуживания и ремонта ГГПА «по состоянию». Такая система в условиях дефицита финансовых средств на ремонтно-восстановительные мероприятия, позволила бы эксплуатировать ГГПА без попадания в аварийные ситуации и своевременно осуществлять восстановление (ремонт) технического состояния газоперекачивающих агрегатов с меньшими материальными затратами и обеспечивать максимальное повышение его экономических и надежностных показателей.
Система непрерывного технического обслуживания и ремонта ГГПА по состоянию должна наиболее полно формировать ведомости по текущему техническому состоянию газоперекачивающих агрегатов, своевременно предупреждать эксплуатационный персонал о неполадках в работе ГТПА с целью предупреждения аварийных ситуаций на базе информации, полученной от различных видов диагностики технического состояния агрегата на протяжении всего срока эксплуатации, прогнозировать оптимальные сроки вывода того или иного ГТПА в ремонтно-восстановительные работы, одновременно отслеживая надежностные и ресурсные показатели всех конструктивных элементов ГТПА. Периодичность контроля расчетных параметров может быть непрерывной или периодической в зависимости от контролепригодно ста и уровня автоматизации сбора и обработки поступающей диагностической информации.
Эффективность системы технического обслуживания «по состоянию» в значительной мере зависит от совершенства средств контроля и методологии прогнозирования- Процесс контроля технического состояния включает в себя восприятие и саму проверку контролируемых параметров (информация о состоянии контролируемых параметров конструктивных элементов газоперекачивающего агрегата), сопоставления их с границами допусков (уставками), формирования и выдаче результатов сопоставления (логическая обработка полученной информации). Различные по природе, скорости изменения значения параметров ГГПА и степень влияния значения отдельных параметров на работоспособность всего агрегата в целом и различия в методах определения приводят к тому, что контроль параметров будет производится с различной периодичностью, различными методами с различной точностью. Некоторые из параметров технической системы (ГГПА) вообще могут не подвергаться контролю в процессе эксплуатации в зависимости от доступности того или иного конструктивного элемента газоперекачивающего агрегата, существования методов диагностирования его технического состояния, а также целесообразности проведения такого рода изысканий. Одновременно система СНТОР ГГПА должна стать своего рода «оперативным журналом», в котором возможно было бы ведение всей истории эксплуатации агрегата, включая мероприятия по модернизации, ремонту и т.п. Поскольку техническое состояние конструктивных узлов ГГПА в процессе эксплуатации зависит от большого числа эксплуатационных и конструктивных факторов, для учета которых применяют разные методы диагностирования, в том числе прогнозирование остаточного ресурса, осуществляется по следующим этапам:: исследование динамики технического состояния элементов технической системы (ГГПА), выявление характеристик изменения параметров состояния и построение динамической модели технического состояния как от 35 дельно взятого конструктивного элемента, так и технической системы в целом в зависимости от наработки и ресурса; ? установление предельных уставок (допускаемых изменений параметров), разработка способов и непосредственное измерение этих параметров, выбор метода прогнозирования; ? прогнозирование изменения параметров технического состояния конструктивных элементов технической системы (ГПТА), в том числе остаточного ресурса, а также анализа прогноза.
Выводы об изменении параметра в будущем делаются на основе изменений в прошлом. При решении задачи прогнозирования остаточного ресурса элемента или технической системы следует применять прогнозирование по среднему статистическому изменению параметра технического состояния нескольких однотипных элементов и среднему квадратическому отклонению этого изменения и по реализации параметра одного конкретного элемента при незнании закона изменения того или иного параметра элемента или технической системы.
Построение диагностических блоков системы непрерывного технического обслуживания и ремонта газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом «по состоянию»
Параметрическая диагностика газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом, В настоящее время в системе ОАО «Газпром» отсутствует система расширенной параметрической диагностики состояния ГТПА, позволяющая всесторонне оценивать текущий уровень технического состояния агрегатов и причин его снижения. Существующие методики расчета мощности и КПД [11, 33, 34], в лучшем случае, позволяют определить располагаемую мощность и КПД ГТПА, да и то в пределах ресурсной наработки агрегатов при условии соответствия геометрических размеров конструкций проточной части расчетным параметрам (эллипсность, площади проточной части ТВД и ТНД и т.п.). Причем линеализированный математический аппарат этих методик исключает возможность реализации каких-либо диагностических признаков.
Эти методики были разработаны на основе статистической обработки результатов стендовых испытаний агрегатов ГТ-750-6 и ГТК-10 и предназначались для «экспресс — оценки» мощности агрегатов в станционных условиях. Они дают удовлетворительные по точности результаты измерений мощности и КПД для неисправных агрегатов с геометрическими параметрами проточных частей в пределах установленных допусков. Причем значения мощности и КПД агрегата не обеспечивает решение задач диагностики, предусматривающей более широкий анализ технического состояния ГТПА.
Вместе с тем, как показывает практика, агрегаты после длительной эксплуатации и капитальных ремонтов имеют значительный разброс по параметрическим и конструктивным характеристикам элементов (эллипсность и износ проточной части, остаточные деформации конструкций горячего тракта, невосстанавливаемые дефекты регенераторов, разброс газодинамических полей горелочных устройств и т.п.). Кроме того, часто имеет место значительные отклонения режима работы нагнетателя от расчетного, проявляющихся в снижении частот вращения силового вала. В этих условиях использование выше упомянутых методик не гарантирует получение достоверных значений мощности и КПД.
В условиях широкого распространения средств вычислительной техники целесообразно разрабатывать и внедрять программы параметрической диагностики на базе математических моделей ГТПА, учитывающих индивидуальные особенности газодинамических характеристик их проточной части. Основная задача разработки программы параметрической диагностики ГТПА заключается в эффективном исследовании штатных параметров для обеспечения максимального объема достоверной информации по техническому состоянию ГТПА, формированию диагностических признаков причин изменения технического состояния ГТПА в границах его штатной контролепригодности, направления и скорости его снижения с целью своевременного диагностического обеспечения продления остаточного ресурса с максимальными материальными затратами,
В основе современных систем технической диагностики должна лежать нелинейная модель объекта диагностирования (ОД), содержащая в явном виде те же уравнения связей между элементами, что исследуются в методе обработки результатов, предполагающем использование допустимого объема недостоверной информации от штатных средств измерения газодинамических параметров ГТПА- Построение математической модели ОД зависит, прежде всего, от его структуры. В данном случае, рассматриваемая структурная схема ГТПА типа ПК-10-4 и ГТ-750-6 идентичны (рис, 2.3, 2.4) за исключением незначительной разницы в количестве ступеней силового вала. Поэтому модель обоих типов ГТПА следует рассматривать как состоящую из автономных моделей ГТУ и ЦБН, связанных через соответствующие параметры мощности и частоты вращения силового вала.
В основе модели лежат нелинейные математические соотношения» ус-танавливающие термогазодинамические и структурные связи между элементами агрегата. В качестве прототипа для рассматриваемой модели были взяты модели агрегатов 11 К-10 и ГТ-750-6, прошедшие всестороннюю апробацию с использованием данных как стендовых, так и промышленных испытаний. Основное содержание модели составляют термогазодинамические характеристики ее элементов: осевого компрессора, регенератора, камеры сгорания, ТВД и ТНД- Характеристики элементов ГТУ получены путем статистической обработки всех сохранившихся к настоящему времени результатов заводских испытаний ГТ-750-6,
Оценка качества проведения ремонтно-восстановительных работ на базе диагностического обслуживания
Система СНТОР ГПА способна оценивать и корректировать качество проведения ППР путем анализа информации, поступающей при проведении вибропараметрической, визуально-оптической, теплотехнической, ресурсной и экспертной диагностики технического состояния 11 НА, с учетом специфики производственных процессов.
Анализ, произведенный в рамках исследования, показал, что главные причины недостатков в существующей системе ППР закладываются еще на стадии проектирования агрегатов, где за частую не рассматриваются, а следовательно, не планируются мероприятия, направленные на снижение или предотвращение ремонта на этапах жизненного цикла агрегата с учетом особенностей системы технического обслуживания и ремонта.
Важным резервом существенного снижения объемов ремонта являются учет и оптимизация расхода и восстановления технического ресурса всех конструктивных элементов ГПА на основе системных технико-экономических оценок, производимых с помощью специальных моделей, учитывающих в динамике единство экономической и технической природы ремонта, специфику газотранспортных предприятий, их оснащенность ремонтной базой.
Основные пути снижения ремонтного времени, рассчитываемые системой СНТОР ГТПА, а следовательно повышения технического использования агрегатов могут быть следующими: для сокращения объективных причин — определение оптимальных межремонтных периодов и категории ремонта на базе расчетных методов; разработка прогрессивных способов ремонта и дефектации, связанных с выявлением резервов прочности и надежности; использование новых достижений в диагностике технического состояния наиболее сложных и ответственных конструктивных узлов и элементов ПТА; повышение надежности и ремонтопригодности ГПА при проектировании; ? для сокращения влияния субъективных причин — разработка надежных способов прогнозирования объемов и видов ремонтно-восстановительных работ; своевременное обеспечение ремонтными материалами» запасными частями и сменным оборудованием; переход к программированной технической эксплуатации; повышение материальной заинтересованности работников эксплуатационного и ремонтного персонала в фактическом сокращении сроков ремонта ГПА.
Для контроля за техническим состоянием ГПА необходимо иметь представление о его конструктивных узлах и элементах, при останове агрегата в техническое обслуживание или ремонт необходимо в первую очередь выделять агрегатные части, характеристические элементы которых могут исчерпать свои запасы до предполагаемого следующего ремонта- Таким образом, определяются все характеристические элементы, подлежащие обязательному ремонту. При известной трудоемкости восстановления или замены того или иного характеристического элемента определяется объем работ, а при известной наработке на агрегатах данного типа и конкретном ремонтом предприятии - его продолжительность.
В рамках системы СНТОР был разработан и внедрен ряд организационно-технических мероприятий по восстановлению технико-экономических показателей (располагаемой мощности, КПД и т.д.) 1 ГПА и повышению их надежности в творческом контакте с заводами - изготовителями и отрасле выми научно-исследовательскими организациями [76]. Разработаны, запатентованы и внедрены новые виды: ? теплошумоизоляционных материалов для трубопроводов обвязки ГТПА, втрое легче традиционных; ? герметизирующих материалов с нулевой адгезией для уплотнения разъемов корпусов ТВД ГТПА; теплоизолирующего материала для изоляции внутренних объемов корпуса ТВД и КС и др.
В 2002 г. в ООО "Югтрансгаз" и в 2003г. в ООО «Баштрансгаз» в процессе ППР (средний и капитальный ремонт) были проведены комплексные работы по повышению мощности КПД ГТПА типа II К-10-4 путем восстановления радиальных зазоров ОК, ТВД и ТНД, разъемов корпуса ТВД, охлаждения обоймы ТНД, устранения центробежных перетечек газа по уплотнениям обоймы ТВД и др., в соответствии с "Программой работ по совершенствованию-.-" сформировать стратегию целенаправленных работ по повышению эффективности эксплуатации и ремонтно-восстановительных работ в период проведения ППР с максимальным использованием диагностических возможностей в рамках системы непрерывного технического обеспечения обслуживания и ремонта ГТПА «по состоянию».
Анализ технического состояния ГТПА, после проведенных мероприятий по восстановлению технико-экономических показателей с помощью программы параметрической диагностики ГПА свидетельствует о следующем: 1. ГТПА ст. № 19 / зав. № 212 КС - Ал. Гай ООО «Югтрансгаз»: ? Располагаемая мощность ГТПА до модернизации 7350 кВт увеличилась после модернизации в среднем до 9820,5 кВт (заводская паспортная 10300 кВт), т.е. возросла в среднем на 33,61 %; ? Располагаемый КПД ГТПА до модернизации 21,68 % увеличился после модернизации до 27,4 % (заводское паспортное значение 29%), т.е. возрос в среднем на 26,38 %. 2- ГТПА ст. № 15 / зав. № 965 КС - Москово ООО «Баштрансгаз»: ? Располагаемая мощность ГТПА до модернизации 7350 кВт увеличилась после модернизации в среднем до 9820,5 кВт (заводская паспортная 10300 кВт), т.е. возросла в среднем на 33,61 %;
Располагаемый КПД ГТПА до модернизации 21,68 % увеличился после модернизации до 27,4 % (заводское паспортное значение 29%), т-е. возрос в среднем на 26,38 %,
Основные потери номинальной располагаемой мощности ГПА обусловлены: износом уплотнений и неплотностью в регенераторах (1236,67 кВт в среднем), что объясняется локальными разрушениями лабиринтных уплотнений из-за неравномерных тепловых расширений и отсутствием проведения работ по их восстановлению ПТУР и НТО, а также отсутствие восстановления термоизоляции регенераторов и неполным устранением локальных очагов разрушения пакетов в результате проведения ремонтных работ (вследствие конструктивной непригодности) и внутренней поверхности регенераторов, также возможным нарушением герметичности в секциях регенераторов; ? загрязнением компрессора (517,6 кВт в среднем), неполная очистка верхней крышки ОК и лопаточного аппарата и отсутствие такого рода работ на нижней крышке; ? повышенное сопротивление на входе ГТУ (135,675 кВт в средне), обусловленное неплотностью запорной арматуры системы антиобледенения.
