Шрифт:

Опытная эксплуатация общепромышленной версии БДСК на автономной газотурбинной электроэнергетической установке мощностью до 7 МВт

Д.В. Грищенко, Н.В. Капустин, В.В. Федорищев. 

 

Опытная эксплуатация общепромышленного прототипа БДСК проводится на сложной для диагностики газотурбинной энергетической установке, состоящей из высокооборотного газотурбинного двигателя, понижающего обороты планетарного редуктора и четырехполюсного генератора электроэнергии.

Схема установки с расстановкой датчиков вибрации и тока приведена на рис.1.

 

Схема установки. Слева направо указаны: силовая турбина, компрессор (между ними - камера сгорания), планетарный редуктор с вращающейся короной, и трехфазный электрогенератор. Централизованная смазка агрегата обеспечивается масляным насосом с зубчатым приводом от редуктора

 

Рис.1. Схема установки. Слева направо указаны: силовая турбина, компрессор (между ними – камера сгорания), планетарный редуктор с вращающейся короной, и трехфазный электрогенератор. Централизованная смазка агрегата обеспечивается масляным насосом с зубчатым приводом от редуктора.

Частота вращения двигателя – 252,5 Гц,

Частота вращения генератора – 25Гц

Энергетическая установка обеспечивает электроснабжение крупного предприятия и расположена в отдельном помещении, см. рис. 2

Помещение с выгородкой для энергетической установки

Рис.2. Помещение с выгородкой для энергетической установки

Имеется доступ к основным агрегатам установки, позволяющий на первых этапах эксплуатации проводить ее диагностику переносными приборами, см. рис. 3-6 , поэтому на начальном этапе эксплуатации из стационарных средств контроля использовалась только штатная система вибрационного мониторинга. Решение установить стационарную систему диагностики принято заказчиком только после первой аварийной остановки агрегата с отказом редуктора

Компрессор

Рис.3 Компрессор

 

Редуктор с пусковым электродвигателем

Рис.4. Редуктор с пусковым электродвигателем

 

Масляный насос

Рис.5. Масляный насос

Рис.6. Синхронный генератор промышленной частоты 50Гц

В состав БДСК входят четыре измерительных блока (БАЭС), подключенные по измерительной сети к компьютеру с программой мониторинга состояния и оперативной диагностики (ОДА). Количество датчиков вибрации – 15 (4 на двигателе, 4 на редукторе 6 на генераторе и один на масляном насосе), датчиков тока – один (контроль тока возбудителя).

Все точки измерения отображаются на мнемосхеме, выведенной на экран компьютера (рис.7) с цветовым отображением состояния по каждой точке контроля:

Зеленый цвет – норма

Желтый цвет – предупреждение

Красный цвет  - опасное состояние (опасность)

Красный мигающий – требуется вывод из эксплуатации (останов)

Синий – отказ измерительного тракта

Мнемосхема энергетической установки со всеми точками контроля для обслуживающего установку персонала. Текстовая информация для персонала периодически отображает следующие группы текущих показателей

 

Рис.7. Мнемосхема энергетической установки со всеми точками контроля для обслуживающего установку персонала. Текстовая информация для персонала периодически отображает следующие группы текущих показателей:

Текущее состояние, Данные контроля, Данные диагностики, Тренды состояния (прогноз), Рекомендации. Последние результаты периодического самоконтроля системы.

Кроме измерительной сети компьютер с программой диагностики подключен к информационной сети. По этой сети организована связь системы мониторинга состояния диагностики с рабочим местом диагноста, т.е. с удаленным компьютером, позволяющим принимать и анализировать данные, получаемые и хранимые в программе диагностики.

Для анализа доступны первичные данные измерений, база данных с накапливаемыми параметрами диагностических сигналов, промежуточные результаты их обработки, а также результаты диагностики и прогноз состояния энергетической установки и ее отдельных узлов.

На рис.8 приведено одно из окон программы с промежуточными данными анализа узкополосных спектров вибрации, доступных для просмотра и анализа с рабочего места диагноста.

Одно из группы окон программы анализа промежуточных данных (узкополосных спектров вибрации) в системе мониторинга состояния и диагностики, доступных с рабочего места диагноста

Рис.8. Одно из группы окон программы анализа промежуточных данных (узкополосных спектров вибрации) в системе мониторинга состояния и диагностики, доступных с рабочего места диагноста

 

Для рассматриваемой энергетической установки был разработан индивидуальный диагностический модуль, позволяющий выявлять следующие группы дефектов:

  • дисбаланс ротора двигателя и генератора,
  • несоосность генератора и редуктора,
  • дефекты подшипников двигателя,
  • дефекты подшипников редуктора,
  • дефекты подшипников генератора,
  • дефекты проточной части компрессора и турбины,
  • дефекты солнечной шестерни, сателлитов и короны редуктора,
  • дефекты электромагнитной системы генератора,
  • дефекты зубчатого привода масляного насоса,
  • дефекты масляного насоса.

За первый месяц эксплуатации системы мониторинга состояния и диагностики изменений состояния, представляющих потенциальную опасность для эксплуатации энергетической установки, не обнаружено. В то же время обнаружены незначительные монотонные изменения ряда параметров, отвечающих за состояние сателлитов редуктора, а также за несоосность генератора и короны.