Открытый доступ  Доступ для подписчиков

Рассмотрены отечественные системы мониторинга и диагностики технического состояния турбоагрегатов. Отмечены, с одной стороны, прогресс в создании технологической части систем сбора и обработки информации, с другой, - отсутствие качественных критериев для своевременной постановки диагноза развития и автоматического поиска дефектов. Намечены некоторые пути улучшения концепции создания и наполнения современных систем мониторинга и диагностики технического состояния турбоагрегатов. Многое можно улучшить при использовании датчиков статических и динамических перемещений вала и с учётом возросших возможностей цифровых технологий и искусственного интеллекта. Предложен единый комплекс для диагностики изгибно-крутильных колебаний валопровода, в котором решаются проблемы мониторинга и диагностики всех основных составляющих сложной системы турбоагрегат-фундамент, т. е. обеспечивается полнота учёта элементов объекта. Предложены отдельные новаторские подходы, требующие отработки решений на стендах и в натурных условиях. Кроме того, кратко обсуждаются задачи, которые необходимо решать в современных системах мониторинга и диагностики технического состояния, в том числе предлагается объединить возможности наработок численного расчётного анализа элементов турбоагрегата при проектировании с возможностями современных измерительных систем. В отличие от условий анализа и исследований проектного состояния турбоагрегата предлагается использовать результаты непрерывных измерений всплытия шеек роторов на масляной плёнке в процессе эксплуатации, что даёт более точное представление о положении вала для дальнейшего анализа статических и динамических свойств подшипников и роторной системы с учётом режимных эксплуатационных факторов. Таким образом происходит переход от систем вибромониторинга к более общим и более глубоким системам мониторинга технического состояния. На основе экспериментальных данных, полученных при обследовании роторов с трещиной, обсуждаются возможности диагностики односторонних и кольцевых трещин на ранней стадии их развития. Также обсуждается роль искусственного интеллекта (нейронных сетей) для их применения при анализе технического состояния. Отмечено, что нынешние системы, развиваемые в России на базе нейронных сетей, пока далеки от совершенства. Они не "обучены" и в них не заложены и не определяются диагностические признаки гидро-, аэро- и тепломеханических и электромагнитных дефектов в элементах турбоагрегата. Предложены пути дальнейшего совершенствования систем мониторинга и диагностики технического состояния турбоагрегатов

системы мониторинга; концепция; критерии технического состояния; валопровод; датчики статических и динамических перемещений вала; динамические характеристики; жёсткость и демпфирование; масляная плёнка подшипников; дефекты; вибродиагностика; нейронные сети; диагностические признаки; причины вибрации; поперечные; крутильные; изгибно-крутильные колебания; технические требования; остаточный дисбаланс; автоматическая диагностика; monitoring systems; concept; criteria technical condition; shaft drive; sensors shaft movements; dynamic characteristics; stiffness and damping; oil film; bearings defects; vibration diagnostics; neural networks; causes of vibration; transverse; torsional; technical requirements; residual imbalance; automatic diagnostics

Куменко А. И. Перспективы развития систем диагностики технического состояния генерирующего оборудования ТЭС. Состояние и развитие отечественных систем виброконтроля и диагностики // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2008, № 2. С. 25-37.

Зиле А. З., Томашевский С. Б., Куликов P. A. О вибрационном контроле трещины в вале турбоагрегата // Электрические станции. 2007. № 10. С. 26-32.

Зиле А. З., Авруцкий Г. Д. Из опыта эксплуатации АСКВД: Особенности вибрационного поведения турбоагрегата при попадании масла во внутренний канал ротора // В сб. докладов I межд. Науч.-техн. конф. "Проблемы вибрации, виброналадки, вибромониторинга и диагностики оборудования электрических станций" 20-22 ноября 2001 г. - М.: ВТИ, 2001. С. 38-41.

Nilsson L. R. K. On the vibration behavior of a cracked rotor // Energia Elettrica. 1982. V. LIX, No 10. Рp. 28-36.

Кистойчев А. В.,Урьев Е. В. Диагностика поперечных некольцевых трещин в роторах турбомашин // Труды 12-й межд. науч.-практ. конф. "Гервикон-2008", Перемышль, Польша, 9-12 сентября 2008 г. С. 56-62.

Шкляров М. И. Разработка и внедрение методов повышения динамической надёжности и снижения вибрации турбоагрегатов на стадиях проектирования, доводки и эксплуатации: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. -СПб.: Санкт-Петербургский политехнический университет, 2006. - 356 с.

ГОСТ Р ИСО 13373-2-2009. Контроль состояния и диагностика машин. Вибрационный контроль состояния машин. Часть 2. Обработка, анализ и представление результатов измерений вибрации. - М.: Стандартинформ, 2009. -50 с.

ISO 13373-4:2016. Condition monitoring and diagnostics of machines - Vibration condition monitoring - Part 4: Diagnostic techniques for gas and steam turbines with fluid-film bearings. - 23 р.

Разработка элементов системы мониторинга технического состояния турбоагрегатов ТЭС и АЭС / А. И. Куменко, В. Н. Костюков, Н. Ю. Кузьминых и др.// Теплоэнергетика. 2017. № 8. С. 14-23.

Использование датчиков положения вала для моделирования расцентровок опор валопроводов турбоагрегатов / А. И. Куменко, В. Н. Костюков, Н. Ю. Кузьминых, А. В. Тимин // Теплоэнергетика. 2017. № 9. С. 41-51.

Мурманский Б. Е., Урьев Е. В., Бродов Ю. М. Концепция системы вибрационной диагностики паровых турбин // Теплоэнергетика. 1995. № 4. С. 36-39.

Урьев Е. В., Агапитова Ю. Н. Проблемы создания систем технической диагностики турбоагрегатов // Теплоэнергетика. 2001. № 11. С. 24-28.

Ковалев И. А. Цели и задачи технической диагностики // Труды ЦКТИ. 1992. Вып. 27/15.

Олимпиев В. И., Голод И. Л. Теоретическое обоснование вибродиагностических алгоритмов и математических моделей неисправностей турбоагрегатов. - Л.: НПО ЦКТИ, 1989.

Куменко А. И., Кузьминых Н. Ю. Разработка критериев надёжности и оценки технического состояния роторов в опорах на подшипниках скольжения в условиях эксплуатации // Вестник Брянского государственного технического университета. 2016. № 3 (51). С. 6-16.

Кузьминых Н. Ю., Куменко А. И., Тимин А. В. Расчёт характеристик высоконагруженных подшипников скольжения энергетических турбоагрегатов // Труды VIII Межд. науч.-практ. конф. "Повышение эффективности энергетического оборудования-2013". Том. 2. - М.: МЭИ, 2013. С 169-182.

Куменко А. И., Кузьминых Н. Ю. Основные положения вибромониторинга рисков отказов, аварий и катастроф турбоагрегатов ТЭС и АЭС / В сб. докладов VIII межд. Науч.-техн. конф. "Проблемы вибрации, виброналадки, вибромониторинга и диагностики оборудования электрических станций" 22-24 ноября 2017 г. - М.: ВТИ, 2017. С. 226-234.