Метод технического состояния холодильных машин в нефтегазовой отрасли

Student, Master's student

Teacher of the department «ATiTO» ISOiP (branch of DSTU in Shakhty) Chashchin M.O

Student, Master's student

METHOD OF TECHNICAL CONDITION OF REFRIGERATION UNITS MACHINES IN THE OIL AND GAS INDUSTRY

В процессе эксплуатации холодильные приборы подвержены эксплуатационным воздействиям, которые со временем могут приводить к развитию дефектов и появлению отклонений в работе холодильной машины [1]. Иногда эти отклонения замечает пользователь. Например, появляется посторонний шум или вибрация при работе компрессора холодильника или компрессор работает с редкими остановками, или работает без остановок; иногда увеличивается температура в камерах или появляются проблемы с быстрой заморозкой, или с оттаиванием.

Однако существуют так называемые, скрытые дефекты, которые пользователь обнаружить не может [2]. В этом случае полезной будет оперативная диагностика. В качестве основного критерия неисправности может служить среднесуточное энергопотребление, к этому критерию можно присоединить второй критерий, критерий соответствия температур в охлаждаемых камерах –паспортным значениям. Эти два критерия являются теплоэнергетическими показателями работы холодильника [3]. В практике, специалисты по техническому обслуживанию холодильных приборов, применяют переносные или стационарные измерительные стенды, которые предоставляют возможность найти причину дефекта. Например, применяется переносной стенд для оперативного определения технического состояния холодильных приборов «СХ-2» [4]. Недостатком данного стенда является то, что при определении технического состояния испытываемого не учитывается воздействие температуры окружающего воздуха, которая влияет и на величину температуры в камерах холодильного прибора, и на КРВ. Так же к недостаткам этого стенда относится необходимость участия исполнителя в выполнении измерений, необходимость «ручной» обработки результатов измерений при вычислении КРВ, т.е. процесс измерений и оценка технического состояния холодильных приборов не автоматизирован. Известна также диагностическая система для электроприборов, в которой нескольких датчиков измерения напряжения используются для оценки различных подсистем электроприбора [5]. По отличию измеренных показаний напряжений от эталонных, судят о техническом состоянии электроприбора или о техническом состоянии его основных подсистем.

Недостатком такой системы является ограниченность в диагностировании температурных режимов в камерах холодильника. В этой системе не определяется холодопроизводительность агрегата или иной показатель технического состояния (например, потребляемая мощность), при этом не учитывается температура окружающей среды. Известны также стенды, имеющие теплоизолированную камеру и калориметр. Например, стенд для испытания герметичного холодильного агрегата [6]. В этом стенде реализуется метод измерения холодопроизводительности работающего холодильного агрегата при постоянных внешних условиях.

Недостатком рассмотренного стенда оценки технического состояния холодильного прибора, в котором используется калориметр и теплоизолированная камера, является громоздкость стенда, длительность испытаний, ручное управление процессом измерений путем вращения вентилей, снятие показателей по шкальным манометрам и термометрам, а так же то, что измерения имеют относительно высокую погрешность. Нами поставлена задача обеспечение автономности процесса определения теплоэнергетических характеристик работы холодильного прибора, увеличение достоверности и точности измерений. Задача решается тем, что разработан стенд для измерения теплоэнергетических характеристик холодильного прибора, снабжён контроллером управления процессом измерений, блоком программного изменения температуры в теплоизолированный камере, и блоком планирования и выполнения измерений, так, что контроллер управления процессом измерений подключен к блоку программного измерения температуры в теплоизолированный камере и к блоку планирования и выполнения измерений, выходы групп датчиков для измерения показателей работы холодильника подключены к входу блока планирования и выполнения измерений. Ко входу в блок программного изменения температуры в теплоизолированной камере подключены выходы датчиков температуры в теплоизолированной камере, при этом к выходу блока программного изменения температуры в теплоизолированной камере подключены тепловые генераторы и кондиционер так, что в теплоизолированной камере изменяются, и поддерживаются заданные значения температур, при которых выполняются измерения показателей работы холодильного прибора, а контроллер управления процессом измерений обеспечивает регистрацию этих показателей для каждого значения температуры в теплоизолированной камере. Разработанный стенд (рис 1) состоит из теплоизолированной камеры 1, исследуемого холодильного прибора, имеющего, по меньшей мере, камеру для охлаждения, или имеющего две камеры – низкотемпературную камеру 2 и камеру охлаждения 3; компрессора 4, конденсатора 5, испарителя 6, по меньшей мере, одного испарителя в камере охлаждения 3 или два испарителя - в низкотемпературной камере 2 и в камере охлаждения 3; тепловых генераторов 7, кондиционера 8; блока программного изменения температуры 9 в теплоизолированной камере 1; блока планирования и выполнения измерений 10; контроллера управления процессом измерений 11; кабельных линий между группами датчиков 12,13,14,15,16,18,19 и блоком планирования и выполнения измерений 10; кабельных линий между датчиками температуры 17 в теплоизолированной камере 1; тепловыми генераторами 7, кондиционером 8 и блоком программного изменения температуры 9 в теплоизолированной камере 1. Стенд может включать другие измерительные датчики, например, датчики для измерения влажности в камерах холодильного прибора, и/или для измерения шумовых характеристик компрессора и другие датчики для измерения показателей работы холодильного прибора.

Рис 1. Стенд для технической диагностики

Для определения коэффициента рабочего времени подпрограммой контроллера управления процессом измерения измеряется время работы компрессора холодильного прибора в одном цикле или суммарное время нахождения компрессора холодильного прибора во включенном состоянии за сутки [7]. Автономность работы разработанного стенда обеспечена тем, что в стенде автоматически изменяется и поддерживается температура в теплоизолированный камере и автоматически определяется условие установившегося режима работы исследуемого холодильника. Эти возможности обеспечивают проведение группы измерений без непосредственного участия человека-оператора.