Повышение достоверности при диагностике состояний насосных агрегатов магистрального нефтепровода

Необходимость оценки технического состояния и остаточного ресурса (срока службы) оборудования нефтеперекачивающих станций обусловлена большой энергоемкостью и значительным влиянием на надежность и эффективность работы нефтепроводного транспорта. Проблема обеспечения эффективной, надежной и безопасной эксплуатации магистральных нефтепроводов становится весьма актуальной в связи с изменившимися условиями и длительными сроками эксплуатации, износом основного технологического оборудования, в частности, магистральных и подпорных насосных агрегатов, как наиболее энергоемкого оборудования нефтеперекачивающей станции.

Вся система нефтеснабжения и каждый ее элемент должны надежно отработать от начала и до предельного состояния. Предельным состоянием называется состояние оборудования при котором его дальнейшая эксплуатация технически невозможна или целесообразна из-за несоответствия требованиям безопасности или неустранимого снижения эффективности работы. Поэтому, в ходе эксплуатации магистральных и подпорных насосов необхо- дим контроль размеров технического состояния посадочных и резьбовых поверхностей вала, лопаток и дисков рабочего колеса. Рабочее колесо насоса не должно иметь трещин любого размера и расположения, посадочные места и торцевые поверхности должны быть без забоин, заусенцев и т.д., не должны иметь износа лопаток и дисков от коррозии и эрозии более 25% номинальной толщины. Изгиб лопаток не допускается. Все неисправности связанные с лопастями и колесами приводят к изменению характеристик насоса в зависимости от выработки его эксплуатационного ресурса.

Для обеспечения наилучшей эффективности работы насосного оборудования применят различные способы диагностики и контроля установки.

Известен способ виброакустической диагностики машин периодического действия, включающий выделения периодических составляющих виброакустического сигнала и построение виброакустического вектора, по направлению и величине которого судят о виде и степени дефекта. Однако известный способ не позволяет диагностировать дефекты, приводящие к непериодическим (случайным) соударениям деталей машин, а также разделять дефекты, приводящие к росту одних и тех же периодических компонент. Известен способ оценки технического состояния поршневого компрессора путем продувки цилиндра на неработающем компрессоре при неизменном положении поршня поочередно при закрытом всасывающем и нагнетающем патрубках. Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает своевременное предупреждение о появлении взрывопожарной ситуации так, как оцениваемый объект по способу необходимо вывести из эксплуатации, комплекс измерений проводят периодами при остановленном компрессоре, не имея данных о техническом состоянии непосредственно в эксплуатации.

Известен способ оценки технического состояния машин по вибрациям корпуса путем замера вибропараметров наиболее важного элемента машины с последующим построением по ним трендов изменения параметров по времени. Недостатком способа является то, что ограничены его возможности по предупреждению аварий насосных агрегатов, так как замеры ведутся по одному элементу машины и тренды вибропараметров строят также по одному элементу.

В процессе эксплуатации центробежные насосные агрегаты, установленные в магистральных нефтепроводах, постоянно находятся в напряженно деформированном состоянии, колеса и лопасти насосных агрегатов подвергаются комплексному воздействию со стороны нефти. Поэтому предлагаемый способ по сравнению с известными техническими решениями является значительно усовершенствованным вариантом диагностики состояния насосных агрегатов.

Поставленная задача достигается тем, в данном способе диагностики насосных агрегатов магистрального нефтепровода, включающем исследование частотного спектра полученного сигнала и его интерпретацию, необходимый сигнал, соответствующий колебаниям жидкости нефтепровода, зафиксированный вибродатчиком, снимают не с подшипников вала электродвигателя насосного агрегата, а непосредственно с нефтепровода, который является каналом распространения колебаний, затем анализируют динамику спектра полученного сигнала и сравнивают его с частотой опорного сигнала, определяя неисправности насосных агрегатов.

Среди ожидаемых результатов работы, ранняя диагностика неисправности лопастей и колёс насосного агре- гата, определение вязкости нефти по амплитуде колебаний, выявлять и оценивать с помощью частотной составляющей вибраций неисправности, присущие насосным агрегатам магистральных нефтепроводов.