РАЗДЕЛ 2
ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ И РЕАЛИЗАЦИИ СТАЦИОНАРНОЙ СИСТЕМЫ НЕПРЕРЫВНОГО ВИБРОМОНИТОРИНГА И АНАЛИЗА ПАРАМЕТРОВ КОЛЕБАНИЙ РОТОРНЫХ АГРЕГАТОВ
2.1. Общие требования к методическому и техническому обеспечению системы
Объектом вибромониторинга и диагностики состояния являются турбоагрегаты мощностью 200-300 МВт. Для надежного и эффективного вибрационного контроля необходимо обеспечить в реальном времени:
- измерение относительных радиальных виброперемещений шеек роторов валопровода в двух ортогональных направлениях каждого подшипника в диапазоне частот 0-500 Гц и амплитуд 10-500 мкм;
- измерение вибрации опор подшипников в двух взаимно перпендикулярных направлениях (вертикальном и горизонтально-поперечном) и, по крайней мере, одна контрольная точка в горизонтальном - осевом направлении в районе упорного подшипника в диапазоне частот 10-500 Гц с амплитудой виброскорости в диапазоне 1-20 мм/с;
- измерение относительных осевых перемещений валопровода в диапазоне ?2 мм и виброперемещений в диапазоне частот 0-500 Гц с амплитудой 10-250 мкм;
- формирование по меткам вдоль валопровода импульсных (фазных) сигналов для синхронизации измерений сигналов вибрации с вращением валопровода, измерения частоты вращения и контроля крутильных деформаций валопровода.
Погрешность измерения параметров вибрации не должна превышать 5 % на базовой частоте.
Первичные преобразователи (датчики) вибрации должны допускать воздействие таких внешних и эксплуатационных факторов:
- температуры окружающей среды в диапазоне 0 - 80 ?С и в отдельных случаях до 100 ?С;
- паромасляной и паровлажной среды;
- электромагнитного поля с частотой 50 Гц напряженностью до 400 А/м для датчиков вибрации опор подшипников и до 1000 А/м для датчиков виброперемещений и смещений (расширений);
- уровень вибрации в местах установки датчиков не регламентируется.
Аппаратные средства АСВД должны допускать прием сигналов от штатных систем технологического и вибрационного контроля.
Система должна на всех технологических и эксплуатационных режимах работы ТА (валоповорот, пуск-останов, холостой ход, нагружение-разгружение, выбег) должна функционально обеспечивать:
- непрерывный параллельный и синхронный с вращением валопровода опрос (съем сигналов) датчиков с периодом не более 10-4 с;
- комплексную обработку сигналов и получение необходимых измеренных и вычисленных параметров механических колебаний роторов валопровода и опор подшипников по всем измерительным каналам в реальном времени;
- контроль за изменениями вибрационных и технологических параметров и накопление баз данных об их изменениях и взаимосвязях для алгоритмизации и организации экспертной оценки вибрационного состояния ТА и прогнозирования его развития;
- сигнализацию о достижении значений параметров механических колебаний предельно установленного уровня;
- гармонический и спектральный анализ сигналов, а также контроль за изменениями их составляющих (амплитуд и фаз);
- формирование и протоколирование временных трендов по параметрам механических колебаний и их составляющих, в том числе и в соответствии с требованиями действующих стандартов и правил [51-53];
- архивирование всех полученных и вычисленных данных для детального анализа причин изменения вибросостояния в диалоговом режиме и выявление характерных признаков;
- сравнение сформированных баз данных параметров механических колебаний с нормативными значениями и оперативное оповещение (предупреждение) об изменении вибросостояния ТА;
- обновление информации на мониторе с периодом ?1 с;
- визуализацию параметров механических колебаний и их изменений в виде графиков, диаграмм, спектров, флажков и таблиц, орбитальных траекторий движения шеек роторов в радиальной плоскости подшипников и фазовых годографов виброскорости опор подшипников и др.
Входными данными для получения необходимых значений параметров вибрации турбоагрегата для выполнения функциональных возможностей АСВД должны быть:
- мгновенные значения радиальных перемещений роторов валопровода в зазорах подшипников по двум ортогональным направлениям;
- мгновенные значения осевых перемещений валопровода в упорном подшипнике;
- мгновенные значения виброускорений (виброскорости) опор подшипников валопровода, по крайней мере, по двум ортогональным направлениям;
- сигнал от метки на валу для синхронизации измерения входных сигналов и обработке их по всем контрольным точкам.
При этом технологические и режимные параметры формируются по сигналам преобразователей и измерительных устройств АСУ ТП. Перечень основных контролируемых технологических параметров ТА, приводится в таблице 2.1.
Таблица 2.1.
Перечень контролируемых технологических параметров
Наименование контролируемого параметраЕд. измерения 12Частота вращенияГцАктивная мощность генератора МВтРеактивная мощность генератора МВАРасход свежего паракг/сДавление пара перед стопорными регулируемыми
клапанами свежего пара на входе ЦВДМПаДавление пара перед направляющими аппаратами ЦНДМПаВакуум в конденсаторе МПаТемпература свежего пара?СТемпература пара промперегрева?СТемпература масла на входе до подшипника
(в маслопроводе)?СТемпература масла на сливе подшипников?СТемпература баббита опорных подшипников
в наиболее нагруженном месте?СТемпература масла на сливе с упорного подшипника?СТемпература баббита колодок упорного подшипника на каждой колодке?СОтносительное расширение ротора высокого давления ммОтносительное расширение ротора низкого давления ммТемпература металла внутреннего ЦВД?СТемпература металла в зоне паровпуска ЦСД ?С
2.2. Состав, технические характеристики и функции системы
Система анализа и диагностики вибрационного состояния турбоагрегата представляет собой совокупность 2-х подсистем:
- комплекса технических средств [3];
- методического и программного обеспечения [4].
Комплекс технических средств АСВД включает средства:
- преобразования и измерения механических колебаний вала;
- преоб