Вибродиагностика магістральних насосних агрегатів. Експлуатація магістральних трубопроводів, що проектують-дов (МТ) на оптимальних режимах перекачування, що не викликають підвищеної вібрації магістральних насосних агрегатів (МНА), забезпечувала-ет їх надійність, довговічність і значне зниження витрат на ремонт і експлуатацію.
Впровадження засобів моніторингу та вібродіагностики МНА є одним з найважливіших факторів підвищення економічної ефек-ності використання насосного обладнання на магістральних трубопроводах.
Основна мета вібродіагностики - виявлення пошкоджень на початковій стадії їх виникнення (роз-вающихся дефектів). Застосування сучасних методів вимірювань-ня вібрації і алгоритмів обробки результа-тов повномасштабних вимірювань забезпечує досягнення ймовірності виявлення аварій-но-небезпечних дефектів - до 95%. Згідно РД 153-39ТН-008-96 все магіст-ральних і підпірні насосні агрегати долж-ни бути оснащені системами автоматичної попереджувальної сигналізації (середньоквадратичне значення віброшвидкості - 7,1 мм / с) і автоматичного відключення при гранично допустимому значенні вібрації (11,2 мм / с). Практика експлуатації МНА, рівень осна-щенности перекачувальних станції МТ сучас-змінними технічними засобами і системами вібродіагностики і наявна нормативна база дозволяють, з урахуванням вимог РД 153-39TH-008-96, ГОСТ Р ІСО 10816-3-99, перейти на трирівневу систему автоматичної сиг-налізації і захисту магістральних насосних агрегатів по вібрації: 1-ий рівень - "Попередження": при рівні вібрації 7.1 мм / с повинна формувати-ся попереджувальна сигналізація; 2-ий рівень - "Умовне відключення": при рівні вібрації 11.2 мм / с повинна формиро-тися сигналізація про максимально високому рівні вібрації МНА і видаватися команда "Відключення" з затримкою її виконання (аж до повної заборони проходження); 3-й рівень - "Відключення": при рівні вібрації 13,8 мм / с повинна видаватися команда на зупинку МНА. Однією з основних причин зниження ККД магістральних насосів в порівнянні з паспорт-ними значеннями, крім недоліків їх виго-лення, ремонту та монтажу, є збіль-ченний рівень вібрації при їх експлуатації на неномінальних режимах і дроселювання напору системами автоматичного регулю-вання перекачувальних станцій.
При збігу власних частот коливань робочих лопатей або деталей насоса з годину-тотамі коливань, що виникають при кавітації, особливо при малих подачах, можливо появле-ня інтенсивних автоколебаний лопаток, а так-же ротора, обв'язки і корпусу, що може привести до швидкого руйнування насоса .
При малих витратах спостерігається неоднозначних-рідна робота міжлопатковому каналів колеса, що супроводжується коливаннями на лопатевих частотах, що також може привести до кавітаційним процесам і відповідної вібро-ції. При надмірно великих витратах наявність інтенсивних вихорів в відводах і колесі приво-дить до того, що тиск в вихрових областях знижується, сприяючи виникненню кавітаційних процесів. Для запобігання відключенню магіст-ральних насосних агрегатів системою автомати-тики по підвищеної вібрації, викликаної тих-технологічного причинами, тобто при експлуата-ції на неномінальних або перехідних режи-мах, на перекачувальних станціях МТ предус-чає застосування системи контролю виб-рації з корекцією по витраті - ВКВ-Р. До складу системи входять: 1. Магістральний насосний агрегат з уста-новлення на ньому Вібродатчик, вимірюю-ські віброприскорення на підшипниках насоса і електродвигуна, а також осьову вібрацію. 2. Вторинний перетворювач апаратури віброконтроля типу СВКА1-02. 3. Блок збору даних, що входить в комплект апаратури віброконтроля. 4. Двопроменевий ультразвуковий витратомір типу "Зліт PC" (УРСВ-01ОМ), що монтується на лінії виходу (або входу) перекачивающей станції з дотриманням вимог по довжинах прямих ділянок до і після нього; вторинний через вимірювальний перетворювач ультразвукового витратоміра з уніфікованими вихідними сигналами і стандартними протоколами інтер-фейсом. 5. Мікропроцесорна система автоматиза-ції перекачивающей станції. 6. Шини інтерфейсу з протоколом обміну даними типу ModBus RTU фірми MODICON. Сигнали з вібродатчиків, пропорциональ-ні віброприскорення на підшипниках МНА, збираються і обробляються вторинним пре-освітню, фізкультурно СВКА1-02. Зняття інформації з вторинного перетворювача здійснюється блоком збору даних.
Електричний сигнал, пропорційний витраті на виході (прийомі) перекачивающей станції, від електроакустичних датчиків ультразвукового витратоміра надходить у вторинний-ний вимірювальний перетворювач витратоміра, встановлений в операторної.
На рідко-кристалічному індикаторі вторинної аппа-ратури индицируются миттєву витрату і на-розтане свідчення перекачування. Дані на виході вторинної апаратури витратоміра запитуються і потім обрабат-ються блоком збору даних.
Відповідно до алгоритму вироблення сигналів аварійних за-щит блок збору даних виявляє наявність (від-присутність) перехідного режиму перекачування, ана-лізує, в якому діапазоні подач - номінальної-ном або неномінальних - знаходиться фактичний-кое значення миттєвої витрати, формує в блоці релейних захистів відповідні си-ли і передає їх в мікропроцесорну систему автоматизації перекачивающей станції. Алгоритм роботи системи ВКВ-Р функцио-нує наступним чином.
Для кожного насосного агрегату задаються верхня і нижня межі номінального расхо-да (подачі): і Уставка попереджувальної сигналізації про підвищеної вібрації МНА - Усігн, рівна 7,1 мм / с, задається однаковою для всіх насос-них агрегатів.
Задаються такі уставки захисту МНА: - Узащ1 = 11,2 мм / с, якщо значення миттєвої витрати знаходиться в межах встановлених значень і для номінальної витрати; - Узащ2 = 13,8 мм / с, якщо значення миттєво-го витрати знаходиться поза встановленими преде-лов для номінальної витрати.
Дія уставки Узащ1 має умовний ха-рактер в межах інтервалу часу з мо-мента формування команди на відключення МНА, тобто команда може бути сквітірована оператором, і безумовний характер - по исте-ченіі цього часу.
Величина затримки на відключення МНА встановлюється відповідно до затвердженої технологічною картою МТ. Дія уставки Узащ2 має безумовний характер.
Дія уставок захисту Узащ1 і Узащ2 авто-матически блокується як на час исполне-ня програми пуску МНА, так і на час пере-хідних режимів в МТ. Ознакою перехідного режиму є перевищення абсолютною величиною першої про- похідних витрати за часом - dQ / dt значення уставки "Швидкість зміни витрати". Величина dQ / dt постійно обчислюється і контролюється контролером системи станці-ційної автоматики.
Значення уставки "Швидкість зміни рас-ходу" вводиться відповідно до затвердженої технологічною картою МТ. На час проведення технічного обслу-говування або при відсутності ультразвукового витратоміра допускається ручне введення операто-ром значення об'ємної витрати перекачування. Крім застосування в системі СВК-Р показання ультразвукового витратоміра можуть також використовуватися в системі виявлення качечок з МТ; для контролю проходження по МТ засобів очищення і діагностики; контролю про-ходіння партій при послідовній пере-хитавиці; контролю проходження по МТ повітряних пробок і предметів, що залишаються в МТ після ре-ремонтних робіт.
Розвиток вібродіагностики і моніторингу насосного обладнання, яке експлуатується на МТ, вирішують проблему забезпечення промисло-ної та екологічної безпеки перекачую-чих станцій, які є об'єктами підвищеної небезпеки, оскільки сучасні техниче-ські засоби вібродіагностики дозволяють ви-являти зародження дефектів вузлів магістраль-них насосних агрегатів, відслідковувати їх розвиток і попереджати аварійні ситуації.