Введение к работе
Актуальность проблемы. Происходящие в- последние годы в народном хозяйстве России структурные изненения. разрыв связей меаду странами СНГ. спад производства и другие негативные процесса затрудняат выполнение ранее намеченных планов создания и ввода в эксплуатации нового энергетического оборудования. Очевидно. . что в близайвие годы энерго- и теплоснабзение России будут осуяествляться в основном за счет существующего оборудования ТЭС. В этих условиях повышение на-деяности физически изнопенного и отработавшего на ряде электростанций нормативный срок оборудования путем внедрения и совершенствования ранее разработанных систем технической диагностики является ваз-ной народнохозяйственной проблемой.
3 первоочередных задачах технической диагностики для паротурбинных установок, сформулированных в ряде работ ведущих специалистов по виброяиагностике паровых турбин (Костик А.Г., Трухний А.Д., Лей-зерович Й.Э.. Олимпиев 8.П., Ковалев И.А.. Зиле А.З., 9рьев Е.В. и др.). показано, что вибрационное состояние турбоагрегата является одним из основных факторов, . определявших надеіность его работы. В связи с этим виброконтроль и вибродиагностика турбоагрегатов являются одними из основных задач технической диагностики.
Известно, что появление и развитие многих дефектов вызывает, как правило, изменение вибрационного состояния. Поэтому постоянный аониторинг вибросостояния турбины повывает качество эксплуатации оборудования, его надеаность, зконокичность и маневренность, позволяет снизить стоимость эксплуатации. Это достигается предупредительным обслувиваниеы оборудования при обнаругении поврендений в начальной стадии их развития, сокращением числа и длительности вынуяденных простоев и увеличением межремонтного периода эксплуатации, более обоснованный планированием содеряания и сроков ремонтно-восстанови-тельных и реконструктивних работ.
Таким образок, исследования по разработке методик вибродиагностики и внедрение разработанных сисгем в практику работы ТЗС. результаты которых рассмотрены в диссертационной работе, являатся актуальной задачей для энергетики России.
диссертационная работа выполнялась в соответствии с планами НИОКР департамента Уралзнерго и корпорации "Единый электроэнергетический комплекс" РАО ЕЭС России.
Цель работы - разработка современной и перспективной системы
вибрационной диагностики (СВД) паровых турбин (ПТ), позволявшей оценивать целесообразность (допустимость) дальнейшей эксплуатации турбоагрегатов (ТА) с учетом прогнозирования их технического состояния. Начиная новизна. 1. На основе статистической обработки данных, собранных по 75 турбоустановкам моцностьв до 500 МВт. и обобаениі данных других авторов сформирован список дефектов, приводящих к изменению вибросостояния ТА. Проведено обобщение признаков, используемых для диагностики дефектов вибросостояния ТА,
-
Выполнено обоснование и разработана методика вибродиагностики ПТ с использовании экспертной системы ОС) вероятностного типа, построенной на основе теоремы Байеса. Впервые проведен анализ влияния количества признаков, используемых ЗС для диагностики дефекта, на его вероятность, в частности, для задач вибродиагностики.
-
Впервые разработана и реализована методика отобрааения информации в СВД и вибромониторинга ПТ. основанная на иерархическое системе ззаиаосвязанннх слайдов.
-
Проведено обобщение периодичности сбора информации и списке параметров, необходиных для диагностики дефектов вибросостсяниа. т различных реяимах работы ТА.
-
Обоснована методика создания и совершенствования СВД ТА, основанной на штатной схеме КМПиА.
5. На основе анализа информации, накопленной з базе данных (БД: СВД, уточнены признаки ряда дефектов.
Основные научные виводи по работе проверены и подтверадены результатами промышленных испытаний, а такве длительным опытом эксплуатации СВД на 10 турбинах мощностью 50-500 МВт,
Практическая ценность работа. .1. Разработана методика и под-
тверадена возможность создания СВД ТА, основанных на штатной схем
Ший. ...
2. Разработаны системы контроля и диагностики вибросостоянш для турбин К-500-240-2 ХТЗ. Т-250/300-240 АО Ш. К-200-130 АО ЛМЗ, Т-50-130 АО ТМЗ, ПТ-І35/І60-130/І5 АО ТМЗ.
3.'Накоплены БД параметров, .-характеризующих вибросостояние 1С ТА в течение трех - пяти лет. Проведен анализ накопленной информацш и показана возмоаность использования этой информации для достоверно? диагностики дефектов, продления мевремоктного периода и оценки качества ремонта ПТ.
4. На основе анализа результатов работы СВД показано, что данные по вибрации вала обладавт бользей информативностью по сравнении
с данныки по вибрации опор. Остановлены причини некачественной работы приборов, изиеряввдх вибрации опор: разработаны мероприятия для их устранения.
-
Разработана методика диагностики лопаточного аппарата і Ли) ПТ с использованием метода нескольких периферийных датчиков.
-
Разработаны алгоритин автоматизированного анализа информации, накапливаемой в БД. для диагностирования турбины с использованием ЭС.
-
Разработана методика создания и заполнения структурированной базы знаний (S3) ЗС вероятностного типа, позволяющая выявлять конкретный дефект из группа дефектов, имевскх больиое количество общих признаков.
-
Уточнена причина возникновения низкочастотной вибрации (НЧВ) Тй К-500-240-2 ХТЗ на Рефтинской ГРЭС и разработана мероприятия по их устранениз.
Практическая ценность работы определяется такне тен. что результата выполненных исследований использовались а течение длительного периода времени (по мере завервения отдельных этапов исследований) и продолїаит использоваться в практике эксплуатации Тй.
Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечена: применением современных кетодоз ревения задач; обоснованный обобщенней недекннх экспериментальных и теоретических данных: ис-пользованиеа соврененных нетодов исследований: научным и практически» опитой, накопленные при создании ОВД. Работоспособность СВД. разработанных на оскозе подогеяйй. сформулированных в настоящей работе, и достоверность результатов работы этих систем подтверждены длительной опатно-промішіенной эксплуатацией.
Реализация результатов работы. Результаты исследований и разработок, проведенных в диссертации, внедрены и использувтся в системах диагностики 10 Тй на ряде электростанций: двух Тй К-500-240-2 ХТЗ на Рефтинской ГРЗС, трех Тй Т-250/300-240 ЙО ТНЗ на Вїиой ТЭЦ Ленэнер-го. трех Тй К-2О0-13О ЙО ЛНЗ на Белоярской АЗС, Тй Т-50-130 ЙО ТНЗ и Тй ПТ-І35/160-130/І5 ЙО ТНЗ на ТЗЦ-І4 Іїєрньзнерго.
- Апробация работы. Основные результата работы докладывались и обсуЕдались на: Республиканской научно-технической конференции "Разработка и внедрение технологии коябинированного производства тепловой и электрической энергии и использование газотурбинных установок" (Ззбекистан, Тавкент 1990г.); Иеядународной научно-технической конференции "Созериенствование энергетических и транспортных турбоуста-
.5
новок методами математического моделирования, вычислительного и физического экспериментов" (Украина, Змиев, 1994 г.); первой научно-технической конференции Регионального Уральского отделения Академии инженерных наук РФ "Наука и инженерное творчество XX! веку". (Екатеринбург, 1S95); научно-практической конференции "Совершенствование тепломеханического оборудования ГЭС. внедрение систек сервисного обслугиваниа, диагностирования и ремонта" (Екатеринбург. 1SS5): заседаниях кафедры парових и газовых турбин ЇГТ9-НПИ.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликована 6 печатных работ.
Личный вклад автора определяется: участием в постановке задач и программы исследований; участием в формировании концепции и основных положений, заложенных в СВД: выполнение» анализа показателей надежности оборудования; обобцениек причин, приводящие к изменения вибросостояния, и их признаков; разработкой методики отобрааениа информации в СВД и методики автоматизации работы ЗС; анализов результатов работы СБД 10 ТА-и обобщенней опыта их эксплуатации,
нвтор заеишвет результаты теоретических и экспериментальных исследований дефектов, приводящих к изменения вибросостояния,- и их диагностических признаков. Кетодикд создания СВД на основе ЗС вероятностного типа. Сбобцены данные по работе СВД, полученные на основе опыта их (систем) длительной эксплуатации.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 214 наименований, приложения. Общий объеа диссертации 234 страницы, в той числе 51 рисунок. 15 таблиц.