автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.13, диссертация на тему:Прогнозирование уровня технического состояния газотурбинных газоперекачивающих агрегатов в условиях неполной информации

О* ,

« * •')

п -Л ; '

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГАЗОВЫЙ КОНЦЕРН "ГАЗПРОМ" ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИМ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТОУТ ПРИРОДНОГО ГАЗА И ГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ "ТЮМЕННШГИПРОГАЗ"

на правах рукописи

КРУКОВСКШ ВИТАЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ

УДК 622.691.4.05

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ УРОВНЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГАЗОТУРБИННЫХ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ В УСЛОВИЯХ НЕПОЛНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Специальность 05.15.13 - Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тюмень - 1У93

Работа выполнена в отделе транспорта газа Тюменского госуда венного научно-исследовательского и проектного института природ газов и газовых технологий.

Научные руководители - доктор технических наук

профессор В.А.Антипьев, кандидат технических нау В. А. Смирнов

Официальные оппоненты - доктор технических наук

профессор А.Б.Шабаров, кандидат технических нау: A.C.Пиотровский Ведущее предприятие - Тюменское управление маг;

ральных газопроводов (г.Тюм( Защита диссертации состоится "^"/¿¿¿M-dL 1993 г. в/^ часов заседании специализированного Совета К 064.07.03 по защите дисс( таций на соискание ученой степени кандидата технических наук npi Тюменском индустриальном институте по адресу: 625000,г.Тюмень, ул. Володарского 38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменского индустриального института им. Ленинского комсомола.

Автореферат разослан —

U

Ученый секретарь специализированного Совета,

/г'

канд. г-м. наук, профессор >. с <'«"<•/' Ю. П. Соре

-з-

Общая характеристика работы

Актуальность темы диссертации. Газовая промышленность является кнейшей составляющей топливно-энергетического комплекса России. В зледние десятилетия развитие данного комплекса шло за счет нефте-зового региона Западной Сибири. Газотранспортная система (ГТС) За-шой Сибири - это свыше 32 тыс.км магистральных трубопроводов, бог 48 компрессорных станций (КС).оснащенных 1150 газоперекачивающи-агрегатами при средней единичной мощности свыше 12 тыс.кВт. Доля ютурбинных газоперекачивающих агрегатов (ГГПА) составляет свыше ! от общего числа газоперекачивающих агрегатов.На сегодняшний день раты при эксплуатации КС составляют более 507. от затрат по ГТС, в : числе энергозатраты - свыше 42% . Если учесть экономическую,технологическую и энергетическую зна-ость газоперекачивающих агрегатов как основного технологического рудования ГТС,то становится очевидной острота проблемы разработ-мер по совершенствованию методов оценки технического состояния и анизации технического обслуживания и ремонта агрегатного парка, ведет к повышению эффективности и надежности работы ГТС в целом. Цель работы: разработка методики и расчетных алгоритмов оценки зня технического состояния газотурбинных газоперекачивающих агре-эв, прогнозирование данных показателей при изменении параметров сционирования ГТС, оптимизация межремонтного ресурса (МР) ГГПА. Основные задачи исследования: разработка и внедрение методик и )ритмов оценки параметров работы ГГПА в условиях неполной инфор-!и; разработка методики определения уровня технического состояния . при параметрических отказах; рекомендации по совершенствованию

систеш технического обслуживания и ремонта С ТОР).

Научная новизна: Впервые, применительно к газотурбинным arpe: там, разработана и обоснована методика оценки уровня технического состояния при параметрических отказах и методика определения опти мального срока проведения ремонтных работ.

Практическая ценность работы: предложенные алгоритмы расчета ¡ раметров работы ГГПА и методики оценки уровня технического состоя; при параметрических отказах и определения оптимального срока пров< дения ремонтных работ позволяют дополнить информационную базу arpi гатного уровня и рационально организовать процесс эксплуатации и технического обслуживания агрегатного парка.

Реализация работы: основные положения,рассмотренные в работе ] ализованы и внедрены в ГП "Тюментрансгаз" и ГП "Сургутгазпром" в : де программного комплекса для определения срока вывода в ремонт а; регатов ГТК-10-4. Экономический эффект от данной разработки соста: 92 тыс.руб. в ценах 1990 года.Доля диссертанта составляет 70%.На i нове материалов диссертации была разработана и внедрена методика t ределения показателей функционирования газотурбинных агрегатов в : "Сургутгазпром" Синв.номер 43.3/4.07.91). Ожидаемый экономический эффект составит 1.5 тыс.рублей на один ГГПА в ценах 1990 года. До, диссертанта в разработке составляет 85%. Основные положения работ] были использованы при создании руководящего документа "Рекомендац: по совершенствованию системы технического обслуживания и ремонта ; регатов ГТК-10-4" для ремонтных служб КС ГП "Сургутгазпром"

Апробация работы: основные положения и результаты диссертации ной работы были доложены на II Всесоюзной научно-технической ко№ ренции "Нефть и газ Западной Сибири" (Тюмень, 1989г.),на 4-ой кон<

ренции молодых ученых и специалистов ГП "Тюментрансгаз" Сп. Комсомольский, 1989г.),на заседаниях Ученого Совета ТюменНИИГипрогаз.

Публикации: по результатам выполненных исследований опубликованы 7 печатных и одна рукописная работа.

Структура и объем работы: диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов,приложений.Всего работа содержит 16$ стр., в том числе страниц машинописного текста, 34 таблиц, 1'9 рисунков. Приложения содержат 29 стр. Список литературы содержит 107 наименований, из них 98 на русском языке.

Содержание работы

Во введении показана актуальность темы исследования и приведена краткая характеристика диссертационной работы.

В первой главе определен круг проблем диссертационной работы,произведен анализ существующих подходов к решению проблемы определения технического состояния,сформулированны цель и задачи исследования.

В настоящее время существует ряд методов, которые решают задачу оценки межремонтного ресурса СМР) энергетических установок. К ним относятся детерминированные и вероятностныеметоды, разработанные на Зазе теорий механики разрушений металлов,теории вероятностей, а так-*;е методы технико-экономического анализа.

Понятие предельного состояния, вообще говоря, допускает различное толкование. В одних случаях причиной прекращения эксплуатации служит моральный износ или чрезмерное снижение эффективности,в других - снижение показателей надежности ниже предельно допустимых.Существующие разработки позволяют установить показатели предельного

состояния агрегата,которое обусловлено максимально допустимым ьр нем наработки узлов или деталей до возникновения неисправности, дущей к разрушению. Здесь следует отметить работы П.И. Бахмс-тьоьа Г.В.Крылова, 0. А.Ким.А.З.Крейн и других. В случае параметрически: отказов, оценка предельного состояния производится по предельном; значению коэффициента технического состояния по мощности к{( и по коэффициенту технического состояния по к.п. д. к , что отражено ъ работах Б.П. Поршакова.В.А. Щуровского,А.С. Лопатина,А. Н. Терентьева, 3. С. Седых. Однако,в литературе отсутствует обоснование данных зн: ний, исходя из экономических показателей,что необходимо, так как и копределяют степень эффективности эксплуатации ГГГ1А. Значение термодинамической эффективности ГГПА показывает лишь степень отю: нения показателей от номинальных С идеальных), но никоим образом н несет информации в стоимостном выражении. Поэтому,задача определе МР при параметрических отказах целесообразно ставить как оценку п дельных значений к^ и к^ на основе стоимостных показателей эксплу тации ГГПА.

В общем случае, МР есть функционал, который зависит от времен работы под нагрузкой, режима работы агрегата и газопровода,надежн ти узлов и деталей,экономических показатели (стоимости приобретен и реализации газа,себестоимость транспортировки газа и т.д.) и мо. быть представлен в виде:

где РСО - функциональная зависимость прибыли от ьремени и^оплуа тации агрегата, пропускной способности нагнетателл,

удельной прибыли, пропускной способности ГТС .количеств КС, удельной работы сжатия ГГПА; ¿ли - функциональная зависимость ущерба при снижении техничес кого состояния ГГПА для случая параметрических отказов, которая определяется снижением пропускной способности нагнетателя, перерасходом топливного газа по причине снижения к. п. д. ГТУ, перерасходом топливного газа по причине потерь мощности вследствии утечек и перетечек рабочего тела в ГТУ; VCt) - функциональная зависимость ущерба при возникновении полных отказов ГГПА по причине разрушения узлов и деталей. которая зависит от интенсивности возникновения отказов, затрат на ликвидацию аварий, времени наработки элементов.

Прибыль от функционирования ГГПА образуется за счет совершения работы сжатия газа для его транспортировки по трубопроводу с целью продажи потребителям.

Потери от снижения технического состояния для случаев парамет рнческих отказов обусловлены перерасходом топливного газа, вследствии снижения к.п.д. ГТУ, снижения пропускной способности нагнетатег при снижении развиваемой ГТУ мощности и политропического к.п.д. ЦБ}

Лля полных отказов потери обусловлены повышением стоимости аварийного ремонта по сравнению с планово-предупредительным, а также затратами на восстановление другого оборудования и сооружений КС, которые могут пострадать при аварии.

Постановка задачи оценки MP в данной работе учитывает ограничение VCt) = 0, что в свою очередь приводит к определению предельно

допустимого времени наработки узлов и деталей до момента разрушен: Чтобы реализовать данное ограничение на практике производится ьиб] ционный контроль ГГПА с целью недопущения подобных ситуации С уч< том данного ограничения постановка задачи задачи оптимизации МР д. параметрических отказов сводится к максимизации прибыли от иисплу< тации агрегата:

р [ гмр] iDÍV - UÍV - W) * тх (2}

при следующих ограничениях-.

тпчп< f / TBIÍ* п«1ахчп v mi n

'мр " 'мра ' мр' "ст /,1ст"ст '

- затраты на ремонт ГГПА;

- функциональная зависимость дохода от работы ГГПА пр фактическом уровне технического состояния;

т - некоторая положительная величина близкая к нулю.соо ветстБующая времени подготовки и загрузки ГГПА в те нологическую схему КС. пст~ частота вращения ротора нагнетателя. N - число ремонтных циклов в течении всего срока службы агрегата.

Графическая интерпритация постановки задачи представлена на рис. 1

Ограничение по ТМр обусловлено следующим. Левая граница -определяется сроком ведения ремонтных работ, числом установленных i

где w

0CV}

Рис, 1. графическая постановка задачи оптимизации МР ГГПА

КС ГГПА и величиной наработки агрегата между пусками. Правая гран ца - Г"1®* - обусловлена предельным уровнем технического состояния ГГПА. Значение Т"1®* определяется согласно следующей постановке:

рС О при КГ рСО = { , (3)

О при (>Г

где рСО - интенсивность изменения прибыли;

I - время работы ГГПА в течении одного межремонтного цикла. Тогда, решение задачи определения Г™^* сводится к решению ураьнеш

рСО = сгш - иСО - г СО = О, С43

При этом, правомочно ввести критериальную зависимость:

йСО

Я = - , С53

иСО

где предельное значение Я определяется из С 4):

гЛО

Я___= 1 +

пред иСО '

Если учесть,что стоимость ремонта ГГПА по сравнению с затрата на перерасход топливного газа меньше от 6 до 120 раз С в зависимое от колебаний цен на рынке энергоресурсов,запасных частей и труда), величиной второго слагаемого С 6) можно пренебречь и £Прец 1- Исход из вышесказанного, предлагается определять значения Г"1** на основе

■тн г'"рИЛ:

при R <1 rmf* = Г '

мр С6)

при R >1 Г- - Тр

где Т - ресурс наиболее "слабого" узла или детали до разрушения.

Согласно критерию (6), следует отметить особую ситуацию, когда в рамках одного межремонтного периода Г = Г"1®* > Тр. В этом случае, следует руководствоваться значением ресурса до разрушения. Вышеприведенная постановка задачи оценки Ттпредставлена в графическом виде на рис. 2.

Таким образом, задача оптимизации MP должна решаться следующим образом: определяется Тт^р, затем Г"1** . из постановки СЗ) или С 4), после этого рассчитывается согласно С 2) численным методом при Zp-idem, что и представлено в данной работе.

Вторая глава посвящена выбору метода оценки термодинамической эффективности работы ГТУ, разработке методики расчета параметров режима \работы ГТУ, которые на подлежат прямому измерению,и методик определения показателей функционирования ГГПА через параметры ГТУ или центробежного нагнетателя (ЦБЮ.

В настоящее Бремя существуют четыре основных метода определения эффективности тепловых циклов: метод сравнения к.п.д. обратимых циклов. метод к.п.д. необратимых циклов, энтропийный и эксергетический методы расчета потерь работоспособности.

Качественный анализ методов оценки термодинамической эффективности теплосиловых циклов позволяет выделить эксергетический метод термодинамического анализа эффективности циклов ГТУ,что обусловлено егс следующими преимуществами:

рис.2. Графическая постановка задачи определения

универсальность метода,которая заключается в том,что характер роцессов протекающих в ГТУ не имеет принципиального значения,поэ-ому эксергетический метод обладает большей логической и математи-гской стройностью;

возможность учета всех видов взаимодействия потоков энергии как ^утри.так и вне рассматриваемой системы.

Анализ методов на уровне количественной оценки результатов рас-эта,позволяют сделать вывод о равенстве методов в пределах требуе-зй точности результатов расчета.

При работе газотурбинных агрегатов в реальных условиях эксплуа-щии не всегда возможен замер температуры перед ТВД СГз) и темпера-гры перед ТНД СТ^}, что объясняется не только особенностями конст-гкции агрегата,но и тем,что измерение 7*з .например, негативно вли-?т на надежность агрегата вследствие наличия такой ситуации, когда

I

> причине пульсации потока рабочего тела перед ТВД происходит отрыв юти термопары и она попадает в газовоздушный тракт ГТУ, тем самым 1зывая разрушение лопаточного аппарата турбин. Поэтому,например,за-|Д-изготовитель ГТК-10-4 с 1978 года прекратил метрологическое ос-жение ГГПА по измерению Гз. Необходимость знания параметров Тз и диктуется тем, что они используются при расчете термодинамической фективности ГТУ и идентифицируют уровень технического состояния.

Для определения температуры перед ТВД рассмотрено соотношение жду прямым и обратным процессами в горячем тракте ГТУ, на основа-и которого получен энергетический баланс прямого и обратного про-

ссов:

Аепр" V едпр~ Ищг

1обр Аеобр еообр Шобр= С8:1

где Де - изменение эксергии потока, Дж/кг; I - удельная работа процесса, Дж/кг; е^ - эксергия тепла, Дж/кг; Ш - величина необратимых потерь, Дж/кг. Совместное решение уравнений (73 и С 8) при условии 2с1Пр= 230брИме<= следующей вид:

ад ад

С1обр/т>о:)~Леобр~Аепр+ С9}

где т)п,т)0~ внутренний к.п.д. прямого и обратного процессов, которь позволяют учесть потери вследствие неадиабатичности и } обратимости процессов. Слагаемые выражения (9) расчитывались по зависимостям приведенных работах Бродянского В. М. .Бикчентая Р.Н. .Поршакова Б. П. ,111неэ Я. И.. Р шение выражения С 93 итерационным методом дает искомое значение тек пературы перед ТВД.

Апробация предлагаемой методики и ее сравнением с методикой,пр ложенной Цегельниковым Л. С. и Евсиной М.В. производилась по даннык измерений температуры перед ТВД агрегатов ГТК-10-4 Ярковской КС. Ас солютная погрешность расчета в дианазоне Гзс [630;760] составляет предлагаемого метода - +40.8°С, для методики ВНИИГАЗа - +51.2°С. Рг четные значения Гз ниже фактических,что объясняется наличием при г плуатации перетечек в лабиринтных уплотнениях турбин,вследствие кс рых происходит безвозвратная потеря температурного потенциала. Расчет температуры перед СТ заключается в решении уравнения:

С103

где /?в - коэффициент,учитывающий соотношение расхода воздуха к расходу рабочего тела в горячем тракте;

7)ТВд- внутренний к.п.д. турбины.который можно определить как корень квадратный из внутреннего к.п.д. процесса расширения в горячем тракте ГТУ.

Вследствии того,что значение кв изменяется в процессе эксплуатации ГГПА,то принимать его равным номинальному не всегда корректно. Статистический анализ распределений значений утечек для агрегатов типа ГТК-10-4 позволил сделать вывод,что распределение утечек подчиняется смещенному нормальному закону распределения,основные характеристики которого представлены в таблице 1.

Таблица 1

Статистическая характеристика распределения утечек рабочего тела ГТК-10-4

Показатели Численное значение, %

Математическое ожидание 7.52

Стандартное отклонение 4.62

Ассиметрия распределения 0. 404

Эсцесс распределения -0.279

Доверительный интервал

при вероятности попада-

ния в область принятия

гипотезы:

ФСх)=0.95 ±0. 97

Объем выборки 87

Максимальная относительная теоретическая погрешность расчета эффективного к. п. д. ГТУ при использовании выражения СЮ) для агрегата

ГТК-10-4 составит + 1.9%.Апробация предлагаемого уравнения (по прямому измерению Г 3 не представляется возможным вследствие отсутств! прямого измерения на агрегатах ГТК-10-4.

Далее в работе представлена методика определения показателей функционирования ГТУ, которая основана на следующих зависимостях. Эффективный к.п.д. рассчитывается по уравнению:

¿пол fialV) С11)

е е - е Т >

3 S 3

При этом полезная работа цикла определяется по формуле:

Полезная мощность ГГПА рассчитывается по известному выражению:

Ne= V^r'Gp V (13)

Затем, определяется номинальный к.п.д. ГТУ по уравнению С113 при ус ловии.что гидравлические потери на входе ОК и выходе ГТУ,внутренне к.п.д. ОК равны номинальным значениям. И после этого рассчитываете? коэффициент технического состояния по к.п.д. как отношение фактичес кого к.п.д. к номинальному,аналогично определяется коэффициент технического состояния по мощности, при этом приведенная мощность оценивается стандартным способом. Максимальная относительная 'георетичес кая погрешность методики составляет при расчете к. п. д. ± 3.29 "/., пс мощности - ± 4.25 %.

Далее в работе представлена методика расчета показателей работь

ГГПА через параметры ЦБН с учетом геометрии проточной части. Данная методика создана на.основе исследований В.Ф.Риса, применительно к одноступенчатым ЦБН. Необходимость подобной методики диктуется тем, что не всегда возможно определить, например, мощность через параметры ГТУ, по причине отсутствия средств измерения необходимой исходной информации для расчета и .кроме того, позволяет определить распределение потоков газа многоцеховой компрессорной станции .

Использование данной методики ограничивается повышенным требованиям к точности измерения некоторых параметров работы ЦБН. Например, чтобы обеспечить относительную погрешность расчетов N в диапазоне ±5%, точность измерения каждого из входных парметров - Р , Рк,Г,Гк,пст- должна быть таковой,чтобы обеспечить погрешность измерения ±1.38%Если средства измерения Рц и Рк обеспечивают данное требование при существующем уровне точности,то остальные нет.Требуемый уровень точности измерения по Гн и Гк составит ±0.15°С, по п -±8 об/мин. Апробация данной методики на КС Приполярная позволила установить диапазон разброса результатов расчета расхода газа через ЦБН,который составил от -3.65 до 4.2%%. Однако, при оценке расхода газа предпочтение следует отдавать прямому измерению,так как ни одна из существующих методик расчета расхода газа не позволит добиться подобного уровня точности.

В заключении второй главы представлены результаты сравнения методик расчета показателей функционирования ГГПА.В качестве аналогов были приняты самые распространенные в практике расчетов методики. Сравнение производилось по частоте вращения ротора ЦБН,которое определялось согласно методики расчета параметров работы ЦБН. Походные данные для расчета взяты по результатам исследовании сьоиить газа,

-1Н -

транспортируемого по МГ Уронгай-Ч-"1ляби,к'!/. Т-П, проведенных инсти тутом ТименНИИГипрогаз в 19'.-Ю-91 годах и по результатам режима ра ботн агрегатов ГТК-10-4 Ярковской КС. Результаты сравнения, приг-е дены в таблице 2

Таблица 2

Характеристика методик расчета показателей функционирования ГГПА

Разработчик методики Количество замеряемых параметров Математическое ожидание отклонения А?(<5п Стандартное отклонение сг(бпст) ,7.

Тюменский индустриальный' институт Р ,Р Г н' к' н' Тк'пст 4.82 5.16

ПО "Оргтехди-агностика" Р ,Р ,Т 1 г р. 6.82 7.53

ГП "Тюмень-трансгаз" Р 6.95 7.58

Предлагаемая методика т ,Т ,'Г ,т , О 12 5 Р ,Р ,Р ,Р , о 1 г я 9ТГ 1.95 3.41

1Р51М глава посвящена оценке предельного уровня технического состояния газотурбинных агрегатов при парааметрических и полных О' казах и определению потребности в запасных частях, на примере агр' гатного парка ГП "Сургутгазпром".

Изменение уровня технического состояния оказывает влияние на расход топливного газа и компримируемого газа. Данные показатели являются универсальными в силу того, что могут быть выражены в .-т имоотном виде. В качеств0 показателя, характеризующего состояние параметрического отказа, следует принять отношение доходов от ком

значения доходов от компримированпя газа к текущему ущербу от снижения технического состояния или стремление абсолютного значения прибыли к максимуму (выражение (3) и (5)3. Удельное значение дохода при компримировании газа одним ГГПА пропорционален прибыли от реализации газа по отношению к объему комлримируемого газа по ГТС с учетом режима работы и технологической схемы КС,где установлен рассматриваемый агрегат. Поэтому,функциональная зависимость ОС Г) может быть представлена ь виде-.

Г

0СТ)=|у <2СМф.кмЛ-цбн) си, (143

т

к = -УР --к

р ш пр

кпп. (15)

где /?Пр- коэффициент приведения по степени сжатия ГГПА, равный

V "ф^ср'Лс-

Iф,I - фактическая и средняя работа сжатия по КС и ГТС соответственно;

коэффициент приведения по ступеням сжатия на КС. Ур - удельная прибыль для ГТС, р/тыс.м3; 0ТОВ- объем товарного газа,тыс.м3; ¿К£,..3 - пропускная способность агрегата, тыс. м3/ч. ; га - колическтЕО КС. Пропускная способность нагнетателя ¿К I,. . . ) зависит от технического состояния ГГПА,режима работы ГТС и определяется ьиражс-нием:

Т к-1 OCT... .)=J QH-kN(t) ■ £ ^пол ~ 1-dt,

- 1

где ^пол-^пол- политропический к.п.д. ЦБН номинальный и фактичес кий соответственно;

0Н - пропускная способность ГГПА для среднего значения при идеальном техническом состоянии, тыс.м3/ч. . Выражение С16) справедливо для условий 1^=1ёегч и е=1с1ет. за рассм риваемый период [т,Г], при этом вычисление интеграла С161) возмож лишь численным методом.

Ущерб при снижении технического состояния по причине парамет ческих отказов ¿/СО складывается из перерасхода топливного газа счет снижения к. п. д. :

зт-- cup+ yJVP- i)dt. (i

за счет потерь мощности вследствие утечек:

В2(П= (Цр+ Кр)|1ф-р- (Kt,..) -.Х-(о.95--—jdt. (

Ч

т

за счет снижения пропускной способности ЦБН:

U

взт= üíl,. .)■ . í)dtf rJÜ)

Q

где q - удельный номинальный расход топливного газа, м3/Дж; р - плотность газа при н.у. .кг -м"; 1ф - удельная работа по номпримириьашш газа, Дж-'м";

среднее значение к. п. я. парка 1'ТУ; kQ - коэффициент снижения пропускной способности нигнстачч-лл, K:Q-/Сk,кн3 (см. выражение (17)). При подстановке выражении (14)419) в формулу 15) значение ú> (Т. . ) сокращается, что значительно упрощает и дает еще одно преимущество критерия R, тогда основными составлявшей критерия R, зависящими от времени являются коэффициенты технического состояния ^ц-^.^ц^ц-В работах В. А. Щуровского, А.С.Лопатина, Г.Н.Полякова предлагается использовать в качестве зависимости.описывающей изменение технического состояния по к. п. д. и мощности ГТУ, по политропическому к. п. д. ЩЗН, функции вида:

k^ - а + b-expQ-k- О, (20)

к= с + d-expí-к -1), (21)

кцбн= / + S-expí-k-O. (22)

где a,b,c,d,/,g,k - коэффициенты .полученные на основе экспериментальных данных, для каждого типа агрегата. Вследстьии того, что зависимости вида С21)-С22), np:m.»'¡':.v при

вычислении функционала С3),могут внести в результаты расчета ощу мую погрешность вследствие отклонения фактического значения уроЕ технического состояния от расчетного, а для некоторых случаев пс ные модели тогут вообще не существовать, то необходимо использое частное решение задачи исследования (4). В этом случае, межремои ресурс целесообразно определять исходя из степени максимального лижения фактического значения коэффициентов технического состояи предельным, которые определяются по следующему выражению, с учет того, что к0= кщ и

С*>-с£г-У + 0. 95)

1с = -тг-Е-, СЕ

" 0.95'Х + р-Х) + 2Мр

где 1/= (Цр+ у -1ф-р.

Далее в главе представлен расчет МР на основе прогнозных мол для ГТК-10-4 ГП "Тюменьтрансгаз" и ГП "Сургутгазпром". Выполнен чет предельных значении к^ для всех типов агрегатов ГТС Западно!! бири на основании технико- экономических показателей за 1989 гол различных значениях £>=^¡4; . Также представлены результаты апроба предлагаемого подхода на примере ГПА-Ц-16 Верхнеказымской КС.

Далее, в работе представлен расчет предельного значения к е висимости от <р для агрегатов всех типов ГТС Западной Сибири и с ществлен прогноз межремонтного ресурса агрегатов типа ГТК-10-4.

Оценка уровня технического состояния при полных отказах прои дилась на основе статистического анализа информации о возникнове отказов. В работе сделано приложение данного метода к ГГПА ГТК-1

для ГП "Сургутгазпром".В результате били получены значения предельной наработки шести элементов:воздушные уплотнения -21273 ч.,направ ляющие лопатки ТВД -45055 ч.,рабочие лопатки ТВД -4385У ч. ,подшипники ТВД*-11309 ч. .направляющие лопатки UK -27015 ч.,рабочие* лопатки ОК -29973 ч.Далее,ь работе произведена оценка периода контроля состояния узлов и детален П'К-10-4, который равен: для воздушных уплотнении -4612 ч..направляющих лопаток ТВД - 223У9 ч..для рабочих лопаток ТВД -35821 ч..подшипники ТЬД -3449 ч..направляющих лопаток ОК -14180 ч. , рабочих лопаток ОК -14090 ч.

Кроме этого,в работе приводится расчет ежегодной потребности ь •запасных частях: направляющих лопатках ТВД - 16 комплектов,рабочих лопаток ТВД - 14, подшипников ТВД 68 штук,направляющих лопаток ОК -26 комплектов, рабочих лопаток ОК - 24 комплекта.

В заключении главы представлена логическая схема организации системы ТОР по состоянию.

В приложении приведены гистограммы распределения отказов элементов ГТК-10-4,текст программы по расчету показателей функционирования ГТУ,результаты промышленной апробации методики,акт внедрения и справка о экономическом эффекте.

ВЫВОДЫ

1.Произведен анализ методов оценки межремонтного ресурса газотурбинных газоперекачивающих агрегатов,на основе которого ефермули-рованна постановка задачи исследования: определение межремонтного ресурса газоирекачивающих агрегатов.

2.Предложила методика ииределенил параметров цикла i"D ь условиях неполной информации, которая позволяет получить значен.ы темпе-

ратур перед ТВД и СТ с учетом утечек рабочего тела в ГТУ,не прибег; к методам прямых измерений температур перед ТВЛ и ТНД.

3.Реализована методика расчета показателей функционирования газотурбинных газоперекачивающих агрегатов со стационарным приводом эксплуатируемых на магистральных газопроводах Западной Сибири,которая позволяет произвести оценку эффективного к.п.д. газотурбинного привода и коэффициента технического состояния по к.п.д. с большей степенью точности, чем существующие методики.

Использование методики расчета показателей газоперекачивающих агрегатов через парметры нагнетателя требует повышенной точности средств измерения температур, частоты вращения ротора и целесообра! в том случае, если нет возможности прямого измерения расхода газа через нагнетатель. Определен необходимый уровень точности средств измерения температур по нагнетателю и частоты вращения ротора.

4.Разработан метод оценки уровня технического состояния и межре монтного ресурса газотурбинных газоперекачивающих агрегатов при параметрических отказах. Данный метод позволяет учесть влияние как те> нико-технологических. так и экономических факторов функционирования газотранспортных систем, определить эталонный уровень технического состояния, который обусловлен типом технологического оборудования, режимом работы газопровода, культурой производства, экономическими показателями функционирования системы газоснабжения.

5.Разработан метод, позволяющий прогнозировать уровень техничес кого состояния газотурбинных газоперекачивающих агрегатов при параметрических отказах и оптимизировать сроки проведения технического обслуживания и ремонта агрегатного парка.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1.Антипьев В.Н.Друковский В.Н. Определение эффективности газотурбинных агрегатов в условиях эксплуатации./Экспресс-инф.Сер.Транспорт и хранение газа. - М.:ВНИИЭгазпром, 1992, вып.1.- С.7-11.

2.Антипьев В. Н. Друковский В.Н. Определение технического состояния газотурбинных агрегатов с учетом экономических факторов. /Проблемы, перспективы и задачи оптимального функционирования газотранспортных систем Западной Сибири: Сб. науч. тр./НПП "Тюменгазтехнология". - Тюмень. - С. 79-82.

3.Газотранспортные магистрали Западной Сибири. Крылов Г.В. рафиков Л.Г..Иванов В.А..Яковлев Е. И. .Матросов В.И. Друковский В.Н. -М.: Недра, 1990. - 259с.

4.Иванов В.А..Матросов В. И. Друковский В.Н. и др. Нормирование энергетических ресурсов при транспорте газа./Обз.инф.Сер.Экономика, организация и управление производством в газовой промышленности. -М.: ВНИИЭгазпром, 1990. - 31с.

5.Колодезный П.А. Друковский В.Н..Васильев Г.С..Будовский В.Б. Определение эффективности работы газотурбинных газоперекачивающих агрегатов в условиях неполной информации./Информ.Сб.Сер.Передовой производственный и научно-технический опыт,рекомендуемый для внедрения в газовой промышленности. - М. : ВНИИЭгазпром, 1989, вып.5.-С.60-65

6.Круковский В.Н. Выбор метода оценки эффективности газотурбинных агрегатов./Проблемы,перспективы и задачи оптимального функционирования газотранспортных систем Западной Сибири: Сб.науч. тр. /НПП "Тюменгазтехнология", - Тюмень. - С. 3-12.

' 7.Круковский В.Н..Смирнов В. А. .Холуев А.Н. Оценка надежности уз-

лов и деталей ГТК-10-4./Проблемы, перспективы и задачи оптимальное функционирования газотранспортных систем Западной Сибири: Сб. науч. т /НПП "Тюменгазтехнология".- Тюмень.- С.75-79.

8.Методика определения показателей функционирования газотурби: ных агрегатов. Иванов В.А. ,Круковский В.Н. .Смирнов В.А. и др. / НПП "Тюменгазтехнология", инв.№433/4.07.91 в СИФ, ГП "Сургутгазпром" -Тюмень.- 33с.

Соискатель

В.Н.Круковский