Повышение долговечности роторного оборудования
Надежность любого оборудования - одна из важнейших задач в любой крупной отрасли промышленности. В нефтяной промышленности надежность влияет на стабильность сбора, транспортировки и переработки нефти и продуктов ее переработки. Чем ниже надежность, тем чаще происходят сбои и даже аварии, которые могут привести к большим экономическим потерям и технологическим проблемам.
При транспортировке нефти предлагается использовать мощный центробежный насос, с достигнутой величиной 10 МВт (для нефтяных насосов НМ-10000-210), требующий пристального внимания. Данный вид оборудования чаще всего требует больших затрат.
В этой отрасли очень важно, чтобы насосы обеспечивали высокую надежность и долговечность. Инженеры предлагают хороший метод обеспечения высокой надежности и долговечности оборудования. Состоит из следующих частей:
- Контроль фактического технического состояния машины в режиме реального времени;
- Снижение динамических нагрузок в машине;
- Мониторинг параметров жизненного цикла машины.
Мониторинг фактического технического состояния машины в режиме реального времени
В настоящее время техническое состояние оборудования контролируется в течение определенного периода времени, поэтому обычным делом является вызов технического обслуживания в соответствии с используемым планом. Но этот метод не дает фактической информации о состоянии оборудования. Некоторые дефекты могут возникнуть быстро и вызвать много проблем в работе оборудования и снизить его эффективность.
Для более качественного мониторинга оборудования инженерами разрабатывается система мониторинга фактического технического состояния с элементами частотного анализа. В этой системе используется постоянный мониторинг вибрации и обработка вибрационных сигналов. Это позволяет выявлять дефекты в режиме реального времени.
Снижение динамических нагрузок в машине с помощью динамических амортизаторов
Несмотря на преимущества виброизоляции, есть одна общая проблема. Не уменьшая колебания в машине, она только уменьшает передачу вибрации на другие объекты. Уменьшение передачи вибрации очень важно, но для этого необходимо уменьшить колебания машины. Одним из лучших способов сделать это является использование динамического поглотителя. Поглотитель - это довольно простое, но эффективное сооружение. Состоит из грузика, соединенного с оборудованием с помощью пружины.
Масса грузика и жесткость пружины имеют определенное расчетное значение, которое обеспечивает такую же собственную частоту, что и частота ротора машины. Это позволяет динамическому поглотителю колебаться в резонансе и расходовать энергию колебаний оборудования. Одновременное применение виброизолятора с квазинулевой жесткостью и динамического поглотителя позволяет снизить колебания машины до нуля.
Снижение динамических нагрузок в машине с помощью виброизоляторов с квазинулевой жесткостью
Если дефект или проблема уже существует в оборудовании, их необходимо максимально уменьшить одним из способов применения системы виброизоляции. Изоляция между оборудованием и фундаментом позволяет снизить силу воздействия, а значит, уменьшить негативное влияние вибрации на другое оборудование.
В настоящее время одним из наиболее перспективных способов обеспечения качественной виброизоляции является применение виброизоляторов с квазинулевой жесткостью. Это такой виброизолятор, который имеет специальные нелинейные силовые характеристики, обеспечивающие низкую собственную частоту и низкую динамическую жесткость. Эти параметры позволяют избежать передачи динамической силы от машины к фундаменту.
В настоящее время наиболее перспективным способом обеспечения качественной виброизоляции является применение виброизоляторов с квазинулевой жесткостью. Виброизолятор имеет специальные нелинейные силовые характеристики, обеспечивающие низкую собственную частоту и низкую динамическую жесткость. Некоторые параметры позволяют избежать передачи динамической силы от машины к фундаменту.
Схема установки представлена на рис. 3. Стальные кольца монтируются к раме агрегата с помощью сварки. Эти кольца позволяют виброизоляторам занимать стабильное положение. К фундаменту крепится опорная рама. Опорная рама представляет собой стальной лист, длина и ширина которого равна размерам рамы агрегата. Обратите внимание, что любые жесткие связи машины с технологическими трубопроводами должны быть удалены. В противном случае машина продолжает быть жестко связанной с фундаментом здания и эффективность использования системы виброизоляции будет низкой. Поэтому следует использовать эластичные соединения в трубопроводах и эластичные опоры.
Стальные кольца для виброизоляторов привариваются к листу. Опорная рама устанавливается с помощью анкерных болтов, заложенных в фундамент. Оборудование продолжает быть жестко связанным с фундаментом здания, и эффективность использования системы виброизоляции будет низкой. Поэтому следует использовать эластичные соединения в трубах и эластичные опоры.
Мониторинг параметров жизненного цикла машины
Анализ параметров жизненного цикла позволяет выявить скрытые дефекты в деталях и определить производства, выпускающие оборудование и детали с высокой вероятностью дефектов. Можно тщательно проанализировать статистику отказов и аварий. Эти аварии обычно распределены по классическим низким типам.
Анализ статистики отказов по всей отрасли предприятия позволяет получить общее распределение отказов той или иной детали. Детальный анализ показывает, что в обоих случаях большинство отказов возникает практически через одинаковое время. Если соответствующее оборудование произведено одним и тем же производителем, то следует сделать вывод, что у этого производителя есть проблема в производственном процессе, которую необходимо устранить. В этом случае дефектное оборудование следует заменить заранее.