автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.07, диссертация на тему:Повышение надежности насосных агрегатов магистральных нефтепроводов и диагностирование торцовых уплотнений

ГССтРСГВЕИККИ КОМИТЕТ РСГС? ПО ДЕЛАМ НАУКИ 'Л БЫСШ2Л ¡ШОЛЫ Уфимский н>;фгякой институт

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ, И ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ТОРЦОВЬХ УПЛОГНЕ1Ш

05.04.07 - Машины и агрегаты нефтяной и газовой промышленности

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических каук

на правах рукописи

НУРИДЖАНОВ СЕРГЕИ ЭДВИНОВИЧ

УДК 62г.67[

Уфа 1Э'Л г.

Работа выполнена ка ка<1одро Тлдравлгка и гидравлические У^'нмского нефтяного инсг/.тута

Кауч;шй руководитель доктор технических наук,

•• ПрОч^'ССОр Л.Г. Колпаков

с^лдлгльные .оппоненты доктор технических наук,

профессор 'Лгемгужик кэдлдат технлче-склл наук Л.-Л. Кокать ев

Ведущее предприятие производственное соединение Урале-с.'Олрскпе магист сзлыше нефтепроводы

Зашита состоится 24 декабря 1ЭЭ1 I». 5 15°° на заседают специализированного совета К063.02.02 при. Уфимском г якок институте по адресу: 4!Ю062, г. Уф?., ул. Космонавтов, I.

Автореферат разослан***^ноября 1991 г. Ученый секретарь

специализированного сонета В.П. Жулаев

- о -

03'JIAfi ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Постановлением Совета Министров СССР от I нояоря I9S9 года N 924 "О первоочередных мерах по обеспечению безопасной эксплуатации и повышению надежности работы магистральных трубопроводов" предусмотрено "разработать и включить в состав Государственной научно-технической программы "Экологически чистая энергетика" научное направление "Высоконадежный трубопроводный транспорт", планируются работы в области "экспертизы проектов в части надежности и безопасности эксплуатации..., организации разработки новых методов и технических средств диагностики трубопроводов, разработки нормативно-регламентной документации по проведению диагностирования трубопроводов, сбора и обработки информации о работе трубопроводов и их объектов, анализа причин отказов в работе, повреждений оборудования, труб и трубопроводных систем". Таким образом, в трубопроводном транспорте нефти на первый план выдвигаются вопросы безопасности, надежности и диагностирования технического состояния оборудования.

Основным звеном нефтепроводной системы являются магистральные насосы, надежная и безопасная'работа которых должна., быть гарантирована в течение 350 суток в году. На нефтеперекачиванцнх станциях (КПС) Главтранснефти в основном применяются отечественные центробежные насосы серии НМ с колесом двустороннего вхо^а. Самая большая машина этого ряда имеет двигатель мощностью £000

п

кВт, на номинальном реясше подача составляет I0CC0...I25G0 м /ч при напоре до 210 м. Несмотря на то, что на НПС предусмотрено

А _

резервирование насосных агрегатов, переход к эксплуатации Сез постоянного присутствия обслуживающего персонала сдерживается из-за недостаточной надежности и безопасности агрегатов.

Исследования работы насосных станций магистральных нефте-'"проводоБ показывают, что существенное влияние на. погрешности показателей надежности оказывают.следующие недостатки: расчеты проводятся без учета резервирования и восстановления агрега?о§, нагруженкости резерва, требует уточнения.классификация отказов, недостаточно обоснованы межремонтные периоды при плакоЕо-преду-г предительккх ремонтах (ПНР).

По-гтрекнему одним из наименее надежных. у5лов_.насоса-.остается узел торцового уплотнения, он ограничивает безопасность эксплуатации всей НПО.

Диссертационная работа выполнена в,соответствии с Комплексной научно-технической программой Минвуза РС5СР "Нефть и газ Западной Сибири", приказ от 1С.10.86 N 641 и тематическим планом Миннефтепрома.

Целью настоящей работы является повышение безопасности работы насосов ШС и их: межремонтного ресурса с помощью.диагностирования технического состояния узла торцового уплотнения.

Основные задачи исследования: . . '

1) статистическое исследование надежности работы магистральных насосов ШС и иг торцовых уплотнений по фактическим данным на основе научно обоснованных подходов с учетом резервирования, восстановления и технического использования оборудования;

2) изучение тешю£изических условий работы торцовых уплот-

нешгй в стационарных и нестационарных режимах, получение рекомендация по их температурному диагностированию;

3) разработка и отладка устройства диагностирования узда торцового уплотнения насоса, работающего б автоматическом режиме, совместимого с существующими-и проектирурмыми системами автоматики .

Научная новизна. Обоснованы требования к минимальной продолжительности наблюдения из условия равенства средней наработки меяду отказали и на отказ с учетом коэффициента календарного использования оборудовакия. Получены показатели надежности тср-цоеых уплотнений, насосов, насосных агрегатов и НПС в их вззи-мосьязи, позволяющие прогнозировать вопросы перехода на эксплуатации НПО без постоянного присутствия обслуживающего персонала.

Предложены приближенные зависимости для оценки влияния резервирования насосных агрегатов (с учетом восстановления и наг-руженности резерва) на среднюю наработку между отказами насосных агрегатов станции.

Предложена корреляционная зависимость 'для оценки влияния числа пусков на надежность насосных агрегатов.

Разработан температурный метод диагностирования технического сзстоялоя узлов торцовых уплотнений магистральных насосов и ирздлохен алгоритм диагностирования.

Практическая ценность и реализация работы. В' результате статистических исследований надезкости работы магистральных насосных агрегатов, насосов и их торцевых уплотнений за несколько лет бита уточнены требования ГОСТ 27.502-83 к миндальной про-

должительностл наблюдений по планам [ШТ] и [Ж] для случая переменного календарного использования оборудования. Зто позволило снизить погрешности параметров надежности и получить достсвер-ные результаты. Предложенные расчетные формулы для. средней наработки между отказами насосных агрегатов НПС с учетам восстановления, резервирования и нагрухекности резерва позволяют проводить эналйз надежности оборудования НПС и прогнозировать ее изменение при изменении схемы работы насосных агрегатов, при перехода на технологию эксплуатации без постоянного присутствия обслуживающего персонала, при диагностировании оборудования.

Разработанные рекомендации по продолжительности наблюдений и.расчету параметроз надежности включен:: в "Рекомендации по повышению экономичности и межремонтного ресурса магистральных насосных агрегатов", утвержденные Главтрйнонефтью' 27.07.89. и б руководящий документ "Система сбора, обработки статистической информации и расчета параметроз надежности оборудования КПС", утЕервденный 14 ноября 1990 года, Управлением Урало-Слбирских магистральных нефтепроводов. Руководящий документ предназначен для районных нефтеперекачивающих управлений УУСШ и эксплуатационных служб НПС.

Результаты экспериментальных исследований теплсфизических условий работы торцовых уплотнений позволили разработать устройство температурного диагностирования узлов торцовых. уплотнения магистральных насосов, которое рекомендовано для использования на НПС с целью повышения надежности и безопасности их работы.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладыва-

* _ ГУ

лись и обсуждались:

1) на IV, V Всесоюзных научно-технических, совещаниях по уп-лотнительной технике, Сумы, 198-5, 1988;

2) на научно-технической конференции студентов, аспирантов \ молодых ученых Башкнрта "Молодежь и научно-технический прогресс ", Уфа, IS8S;

3) на республиканской научно-технической конференции "Проб-leíviii нефти и газа", Уфа, I93S;

4) на научно-технической конференции- студентов, аспирантов i молодых ученых Багак;грии "Творческая молодежь Башкирии - уско-зениь научно-технического прогресса", Уфа, 1988;

5) на VIII республиканской научно-технической конференции толодых ученых и специалистов по проблемам сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов по трубопроводам, Уфа, 1983;

6) на международном*семинаре "Проблемы сбора, подготовки и 1агпстра.гького транспорта нефти", Уфа, 1983;

7) на совещании'главных механиков Управлений магистральными :ефтепроводами Главтранснефти, Гомель, 1990.

Публикации. По ■материалам диссертации опубликовано 10 рз-

от.

Объем .работы. Диссертация состоит .из введения, 4 глав, вн-одов и рекомендаций, изложена на 142 страницах маоикописного екстз, включает 13 таблиц, 35 рисунков и 6 приложений.' Соисок спользовашшх источников включает 184 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуал: кость темы диссертацион ноя работы, сформулированы цель и основные задачи исследования изложена научная новизна и практическая ценность работы.

В первой разделе приводится оРзор современной отечественно; и зарубежкой литературы по расчету надежности резервируемых восстанавливаемых систем, б частности, насосов, по повышению надежности и безопасности насосов и родственного оборудования с по-моаъю диагностирования их узлов.

Основы теории надежности заложены в нашей стране таким; учеными, как А.Я.Хинчин, Б.В.Гнедекко, И.А.Ушаков, Ю.К.Беляев, Б.А.Козлов к др. Б иностранной практа.е эти вопросы отражены I трудах Р.Барлоу, Д.Кокса, В.Смита и др.

Расчетные методы оценки надежное*™ оборудования с уча то;-резервирования и восстановления, могут быть получены на основе разработанной профессором Марковым так называемой теории марковских процессов. Специальная задача этой теории, схема "гибели I размножения"', в работах Б.А.Козлова, И.А.Рябинина и др. получила прикладную форму, что позволяет с небольшими изменениями приые-нить ее для расчета характеристик надежности насосных станций нефтепроводов.

Применение теории надежности в трубопроводном транспорте рассматривается в работах А.Г.Гукерова с соавторами, Е.Р.Став-ровского, М.Г.Сухарева, Э.М.Ясина и др. Обоим недостатком является слабое исследование достоверности исходных статистических данных, щзедставлякшЕх_собой_ цекэдэированные выборки. Расчеты по

- э -

цензурованным выборкам зависят от объема и полноты исходной информации, однако календарный период наблюдений не обосновывается, не"учитывается использование оборудования за этот период времени. Анализ обычно проводится без учета ограниченности восстановления и нагр/женности резерва. Насосы к насосные агрегаты рассматриваются изолированно от систем энергетики и автоматики, тогда как при резервировании насосных агрегатов резервируется также и часть этих систем, относящаяся к агрегатам.

Надежность насосов во многом определяется торцовыми уплотнениями, отказы которых составляют около трети отказов насосов. Условиям работы торцовых уплотнений посвящено большое количество работ, указывается на возможность увеличения наде:кности и безопасности эксплуатации насосов путем диагностирования технического состояшш торцовых уплотнений.

Б качестве возможных диагностически признаков различны" авторами выделяются_ параметры системы- охлаждения (для маги^ ралкчых насосов - нефти в камере уплотнений), утечки через зазор пары трения, виброакустические параметры и температуры в торцовых уплотненнее. Последний метод следует считать одним из наиболее перспективных. Исследования А.Д.Дсмашкеза, Г.М.Кукиса, П.К.Нагулы, А.З.Чичинадзе, Р.Бартона 'и/других показали, что на гешературные' рекнг.й работы торцов'аго уплотнения и его основного узла - пары трения - влияет большое число различных факторов, механизм этого влияния изучен недостаточно. Температура на контакте пары трения определяется с большими погрешностями, мало изучены нестационарные регсты работы. Исследования тепловых ре-

жимов слабо связаны с изучением их влияния ка надежно:ть торц Еых уплотнений, они не привел!? пока к созданию устройств по д анкетированию торцовых уплотнений.

В настоящее время имеется небольшое количество-эксперте: тальнкх работ, результаты которых могут быть полезны при разр. богке алгоритма диагностирования уплотнений температурным мет< дом. Зарубежным;! авторами Г.Буком, И.Тейлором, Д.Лжонсом, В.Во; гом, П.Знсли-Ватсоном при оценочных расчетах используются соо' ношения между температурой на контакте пары трения и темпера?: рой парообразования уплотняемой жидкости, которые однако не м< гуг служить непосредственно для целей диагностирования уплопн ний. •

Во втором разделе кратко приведена схема сбора информации проводившаяся в соответствии с ГОСТ 2?.502-83 по планам нзблюд« ний [NET] [КМТ]. Сбор первичной информант проводился по 40 нг сосным агрегатам KM ICOOO-2IO за 1986..Л988 годы по диспетчер ским листам, распечаткам Информационно-Бычислитзльного цектт управления магистральными нефтепроводами, журналам отказов paf онных кефтепроводных управлений и другим документам..

Экспериментальные оценки средних наработок на отказ и меад отказами рассматривались соответственно как верхняя и никня оценки математического ожидания наработки между отказам!. Эт оценки состоятельные, поскольку с увеличением объема выборки он сходятся (по вероятности). Обработка статистических данных пока зала, что для периода наблюдений в один год погрешности оцено средней наработки между отказами и на отказ могут превышать 5

%, при двухлетнем периоде они не превосходят 30 %, при трехлетнем - 6 %. То есть период наблюдений должен составлять не менее трех лет, что соответствует расчету по предложенной Формуле с учетом коэффициента календарного использования оборудования" при предельной относительной ошибке 0,10 и доверительной вероятности 0,90.

Оценен диапазон изменения коэффициента календарного исполь-зоьа:шя магистральных насосных агрегатов он, находится в пределах 0,24...0(72. На исследуемом трубопроводе в 1934...1535 годах коэффициент календарного использования агрегатов составил 0,339, в 1986...1587 годах - 0,274.

С учетом требований к продолжительности наблюдений были получены функции надежности торцовых уплотнений, насосов и агрегатов , на основе которых далее изучалась средняя наработка между отказами насосных агрегатов НПО с учетом восстановления, резервирования и нагруженности резерва.

Проверка по критерию Колмогорова функций распределения наработки между отказами.торцовых уплотнений, насосов и насосоных агрегатов поЯазала, что эксплуатационные данные не противоречат гипотезе об экспоненциальном законе распределения этих функция. Это позволило использовать аппарат так' называемой "схемы гибели и размножения" для расчета средней наработки Т^ п между отказами системы из к рабочих и п резервных насосных агрегатов хг-хема кхп), начавшей свою работу будучи полностью испраьной при облегченном резерве и полностью ограниченном восстановлении. Шла выведена приближенная ¡.формула для_ схем.работы агрегатов 1x3». 2x2,

и 3x1, удобьая для практического использования, дающая погрешность до 2 %:

1 +2кт

хк,п--:-

где кип- соответственно число рабочих и резервных насосных агрегатов;

7=А./ц - коэффициент;

А. и ц - соответственно интенсивности отказов и восстановления агрегатоь;

V - коэффициент нагрукенности резерва.

Предложена также формула, позволяющая оценить необходимость учета нагруженности резерва.

При схемах работы 1x3, 2л2 h 3x1 нагружзнностью резерва с 5 % погрешностью можно пренебрегать, если коэффициент v не превышает значений 0,008; 0,РЗЗ и 0,150 соответственно, что обычно имеет место только в последнем случае. Таким образом, при наиболее распространенных схемах работы насосных агрегатов коэффициент нагруженности резерва необходимо учитывать.

Проведен статистичёский анализ отказов насосных агрегатов, и влияния отказов их узлов на безопасность работы. Выявлено, что узел торцового уплотнения - узел, сникающий безопасность э.ссплу*-атацим агрегата, но не имеющий эффективной защиты, срабатывающей до наступления отказа. Если влияние торцовых уплотнений на надежность КПС снижается при резервировании насосных агрегатов, то

- ГЗ -

безопасность эксплуатации уплотнений резервирование не повышает. Дело в том, что торцовые уплотнения насосов, находящихся б резерве, имеют ненулевую интенсивность отказов, что в основном определяет величину коэффициента нагруженности резерва. Во-вторых, срабатывание защиты и аварийный ввод резерва происходит после наступления отказа, то есть не устраняет взрыво- и пожароопас-ность.

Средняя наработка на отказ торцового уплотнения возросла за период наблюдения примерно на 57 %. Анализ показал, что ггооцент торцовых уплотнений, отказавших в приработочный период эксплуатации одинаков, что объясняется примерно -одинаковым качеством ремонтоь в 1984...1987 гг. тогда кщк относительная частота пусков за эти годы уменьшилась на 25 %. Исследование влияния среднего коэффициента относительной часюты пусков на интенсивность отказов агрегатов показала наличие линейной корреляции с коэффициентом корреляции -около 0,8. Следовательно, рост надежности торцовых уплотнений произошел вследствие сокращения частоты пусков и повышения качества изготовления уплотнений. Даже при сохранении этго? тенденций повышений безопасности за счет роста надежности торцовых уплотнений не реально, поскольку для этого темпы роста их надежности должны быть на один - два порядка 'выпе. .

Анализ новых конструкций торцовых уплотнений, в частности двойных и с резервным герметизатором, показал что пока они либо существенно сложнее и требуют дополнительной системы циркуляции, либо недостаточно надежны. Таким образом, наиболее перспективном

способом повышения безопасности и надежности насосов и насосных агрегатов следует считать диагностирование технического состояния торцовых уплотнений.

В третьем разделе приводятся результаты исследований тепло-физических режимов работы серийных торцовых уплотнений типа. УНИ и ТМ. Приводится описание экспериментального стенда, установленного в насосном зале НПО "Черкассы-1", обоснование влияющих факторов и планирование эксперимента. В процессе исследований фиксировались температуры в различных точках аксиально-подвижного кольца уплотнения, температура нефти на входе и выходе из стенда, ее давление и расход через камеру стенда, расход утечек нефти через контакт пары трения, потребляемая мощность. Эксперименте! показали, что одним из наиболее информативных диагностических признаков технического состояния торцового уплотнения является температура на контакте пары трения. На величину"этой температуры влияет изменение практически всех параметров работы уплотнения, особенно углотняемого давления и расхода нефти через камеру уплотнений. Максимальная температура в торцовых уплотнениях как типа УНИ, так и типа ТМ имеет место на внутреннем диаметре контакта у Еыхода потока утечек (то есть со стороны низкого давления зазора пары трения).'Мощность, потребляемая на трение уплотнениями типа ТМ-120М больше, чем для уплотнений типа УКМ 2-185-120 примерно в дза раза, уровни температур в уплотнениях тша ТЫ на одинаковых режимах также больше. Для уплотнений типа УКИ было обнаружено, что ухудшение условий охлаждения приводит к резко нестационарному изменении ..температуры л. .мощности. Темпера-

тура колеблется с амплитудой 10...20 °С и частотой около 0,02 Гц. Амплитуда колебаний мощности достигает 80 % от ее среднего значения. Эти колебания вызваны периодической сменой режимов трения. Установлено, что они являются признаком приближающегося отказа уплотнения, который был зафиксирован примерно через 900 с. Б уплотнениях типа УШ пари трения изготавливаются из композиционного материала на основе карбида вольфрама, а в уплотнениях типа ТМ из сшдцированного графита СГ-П, обладающего лучшими антифрикционными свойствами. Для уплотнений" типа ТМ подобных колебаний отмечено не было, температура повышалась монотонно даже при интенсивном выделении пара из уплотнения.

Более детальное изучение теплового полл и условий теплообмена в торцовых уплотнениях было проЕедеяо с помощью расчетов методом конечных_элементов. Решалась линейная задача распространения тепла для есесимметричной детали: контактного кольца и аксиально-подвижной втулки.

Получешше в стендовых экспериментах значения контактных температур были использованы в качестве граничных услоеий первого рода. Поверхность втулки, контактирующую с воздухом, полагал! теплоизолированной, на ней задавались граничные условия второго рода. На участке детали, омываемом нефтью, граничные условия задавались температурой нефти и коэффициентом теплоотдачи поверхности детали в нефть, расчитзнкым по методике Г.А.Голубева. Погрешность вычислений определялась сравнением расчетной температуры задней стенки контактного кольца с экспериментальными значениям и не превышала 5 %. 'Результаты численного моделирования

показали, что. стационарное тепловое поле в торцовом уплотнении типа Т,М устанавливается за время, не превышающее 1200 с. после пуска или перехода с одного рабочего режима на другой. Установлено, что коэффициент теплоотдачи поверхности аксиально-подвиж-кой втулки в нефть можно считать независящим от температуры, а

.. ' о

значение его может быть принято равным 2000 Вт/м6 К. Погрешность тепловых расчетов при зтом изменяется не более, чем на 5 %.

По результатам стендовых исследований и численного моделирования рассмотрены диагностические признаки работы торцового уплотнения. Установлено, что одним из наиболее информативных диагностических признаков является температура на контакте пары трения.

Таким образом, результаты стендовых экспериментов и численного моделирования доказали возможность температурного диагностирования и перспективность этого метода.

Четвертый раздел .посвящен разработке устройства -диагностирования узла торцовых уплотнений. Было разработано и опробовано несколько конструкций датчиков, выбрана оптимальная конструкция. Экспериментально показано, что для диагностирования торцового уплотнения достаточно измерять температуру в любой конструктивно удобной точке контактного кольца. В выбранной конструкции датчиков температура измеряется на задней стенке контактного кольца. Анализ характеристик термоэлектрических преобразователей и испытания в промышленных условиях датчиков на основе термопар типа ?Ш и термометров сопротивлений типа ТСМ-6095 выявили преимущества пселадних.

Приводится разработанный алгоритм .диагностирования, основанный на сравнении температур в обоих торцовых уплотнениях между собой и их изменения во времени. Каждое значение температуры на торцовом уплотнении сравнивается с предельно допустимым, при достижении предельного значения выдается сигнал на остановку насосного агрегата. Если температура не превыиает предельных значений, то проводится анализ их изменения. Техническое состояние диагностируется в соответствии с •разработанной матрицей, см.' табл.1.

При нормальном техническом состоянии опрос датчиков и анализ повторяются. При отклонении технического состояния узла торцовых уплотнений от нормального выдается диагноз, и при прогнозе наступления отказа устройство выдает сигнал на аварийную остановку насосного агрегата.

Диагностирование производится на режимах, стационарных по температуре и давлению. Диагноз ставится на основании анализа ■информации по нескольким измерениям. Сам анализ представляет собой приложение теории распознавания образов и заключается в формировании восьмимерного вектора путем проверки условий каждого столбца матрицы состояний. Последовательно вычитая этот вектор из каждой строки матрицы состояний находят строку, соответствующую минимальной разнице. Этой строке в соответствии с табл. I отвечает определенный диагноз, который выводится на печать/ Е соответствии с алгоритмом разработана программа на языке "Basic" версии "G'.7 Basic 3.23" для. персональных ЭВМ, совместимых с IBM PC.

г . Таблица 1

Матрица технических состояний

Но-;.:ер строки Реншл работы узла торцового уплотнения су V ^-¿сг "■Ым- V л »о ^ л л СЗ- V со ^ ОУ V -коГ см/ л

л

0 Режш нормальный 0 0 0 0 0 0 0 0

I Отказ радяально-упорного подшипника, нагрузка на торцовое уплотнение N 1 1 0 0 1 1 0 0 1

2 Сухое трение в торцовом уплотнении N Г 1 0 0 1 1 0 0 с

3 Течь через' торцовое- уплотнение И 1 0 0 1 - 0 0 1 1 0

* Отказ радиально-упорного подшипника, нагрузка на торцоиое уплотнение N 2 О 1 \ 1 0 О 1 1 0

5 Сухое трение в торцовом уплотнении N 2 0 1 0 0 0 1 1 0

6 Течь чере& торцовое уплотнение N 2 О О с 1 1 0 0 1

7 Износ импзллеров N 1 и N 2 1 1 0 0 0 0 0 0

Здесь Т^ 1 - значение 1-го измерения температуры в 3-м уплотнении

Испытания устройства проводились в соответствии с "Программой и методикой промышленных испытаний устройства диагностирования узла торцовых уплотнений, импеллерных устройств и радиально-упорного подшипника магистральных нефтяных насосов" 7849.СС0200 ПМ, утвержденной 13.03.91 Урало-Сибирским УМН.' Макетом устройства диагноститюзания "был обвязан нзсос КМ_„25С0-750, в тооцовые

- *" ¿С/

уплотнения которого были вмонтированы датчики температуры. Б узлы торцовых уплотнений вносились неисправности, которые диагностировались устройством. На всех режимах был поставлен правильный диагноз, устройство рекомендовано к внедрению на НПО Глазтракс-нефти.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ-

1) разработана методика сбора и обработки статистической информации для расчета параметров надежности насосных агрегатов НПО. Обоснованы требования к минимальной продолжительности наблюдений по планам [ШТ] и [НКТ] с учетом календарного использования агрегатов. Предложены приближенные формулы для расчета средней наработки между отказами системы из к рабочих и п резервных насосных агрегатов с учетом восстановления и нагружен-ности резерва, оценены их погрешности;

2) получены показатели надежности торцового уплотнения, насоса, насосного агрегата, насосных агрегатов с учетом схему Их работы и НПО без учета агрегатов. Установлено, что переход в последние годы к работе с большим резервированием по схемам 2x2 и 1x3 привел к тому, что при этих схемах работы насосные агрегаты

не лю/итируют надежность КПС. Однако безопасность эксплуатации, НПО в настоящее время ограничивается торцовыми уплотнениями. Показано, что наиболее перспективным способом ее повышения является диагностирование технического состояния торцовых уплотнений;

3) исследованы'тепловые режимы торцовых уплотнений на стационарных и нестационарных режимах при различных технических состояниях. Установлено, что одним из наиболее информативных диагностических признаков технического состояния торцового уплотнения является температура на-контакте пары трения. На величину этой температуры влияет изменение практически всех параметров работы уплотнения.

Максимальная температура, по которой следует осуществлять защиту уплотнения, имеет место на внутреннем диаметре контакта у выхода потока утечек. Колебания температуры на контакте уплотнения типа УНИ являются признаком приб-цижающегооя отказа.

Экспериментальные данные использовались в качестве исходных при расчете 'поля температур в контактном кольце и аксиально-подвижной втулке торцового уплотнения методом конечных разностей. Показан?), что после изменения режима стационарное тепловое поле в уплотнении устанавливается за период времени, не Превышающий 1200 с, а для большинства режимов - 600 с. Следовательно 600 с

I

являются максимальным временем цикла опроса и постановки диагноза; изменение давления,и температуры нефти на входе к насос будет влиять на точность диагноза в течение периода времени, не превышающего 1200 с.

•1) разработаны и 'испытаны алгоритм и программа диагностнро-

вания, конструкции датчиков и макет устройства диагностирования узла торцовых уплотнений магистральных насосов температурным методом. Устройство позволяет выполнять в автоматическом режиме как функции защиты по температуре,.так и диагностирование работы. торцовых уплотнений, их системы охлаждения и радиально-упорного подшипника магистральных насосов.

5) разработан руководящий документ,"Система сбора, обработки статистической информации и расчета параметров надежности оборудования НПС", утвержденный 14.II.90 г-. Управлением Урало-Сибирски"и магистральными нефтепроводами.

Разработаны "Рекомендации по повышению экономичности и межремонтного ресурса магистральных насосных агрегатов",- утвержденные Главтрйнснефтыо 27.07.39 г.

• ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Акбердин A.M., Колпаков Л.Г., Нуриджанов С.Э. К Еопросу о .тепловом режиме работы торцового уплотнения // Тез. докл. к 1 IV Всесоюзному научно-технической совещанию по уплотни-тельной технике. - Сумы, 1985. - С. 4.

2. Нуриджанов' С.Э., Хусаинов P.P. К вопросу диагностирования торцовых уплотнений // Молодежь й науч.-техн. прогресс: Тез.- докл. 37-й науч.-техн. конф. студентов, аспирантов.и молодых ученых Башкирии. - Уфа, 1986. - С. 44.

3. . Нуриджанов С.Э., Бурдыгина Н.Г., Колпаков Л.Г.'Статистичес-

кий анализ основных причин отказов магистральных центробежных насосов, агрегатойи НПС в целом // Проблемы нефти и

газа: Тез. докл. республиканской науч.-техн. конф. - Уфа, 1983. - С. 60. ...

4. Нуриджанов С.Э. Исследование тепловых режимов торцовых, уплотнений магистральных насосов // Проблемы нефти и газа: Тез. докл. республиканской науч.-техн. конф. - Уфа, 1983. -С. 70."

»

5. Нуриджанов С.Э., Колпаков Л.Г., Акбердин A.M., Филин Е.А. Исследование температурных режимов тооцоеых уплотнений УНИ и ТМ // Тез. докл. к V Всесоюзному науч.-техн. совещанию по уплотнителькой технике. - Сумы, I9S3. - С. 149-150:

6. Нуриджанов С.Э., Сулгакмагомедов С.М. Исследование температурных режимов работы торцовых уплотнений б промышленных условиях // Творческая молодежь Башкирии - ускорению науч.-техн. прогресса: Тез. докл. 39-й науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых учешх Башкирии. - Уфа, 1933. -С. 33.

7. Нуриджанов С.Э., Бурдыгина Н.Г. Определение параметров надежности магистральных насосов Ш 10000-210, НПС и участка нефтепровода // Тез. докл. VIII республиканской науч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов по проблемам сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов по трубопроводам. - Уфа, 1988. - С. 14-15.

8. Нуриджанов С.Э., Колпаков Л.Г., Акбердин A.M., Бурдыгина Н.Г. Влияние резервирования магистральных'насосных агрегатов на надежность НПС. - Уфа, 19Э0. -г 12 с. - Деп. в НШШгаШЕФТЕМАШ 23.04.90. N 2II3-XH 90.