CC BY
36
УДК 622.691.4(075.8) https://doi.org/10.24411/0131-4270-2019-10306
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОБСЛУЖИВАНИЯ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ С ГАЗОТУРБИННЫМ ТИПОМ ПРИВОДА
IMPROVEMENT OF OPERATING AND MAINTENANCE CONDITIONS FOR GAS RECOVERY UNITS WITH GAS TURBINE DRIVE TYPE
Р.Д. Татлыев1, Т.Е. Артеева1, Н.Д. Цыганенко2, А.В. Гончарова1, Е.А. Чечеренко1
1 Сургутский институт нефти и газа (филиал) Тюменского индустриального университета, 628404, г. Сургут, Россия E-mail: [email protected]
E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]
2 Тюменский индустриальный университет, 625000, г. Тюмень, Россия E-mail: [email protected]
Резюме: Освещен вопрос надежности газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным типом привода. Рассмотрены наиболее частые причины, предшествующие аварийным остановам и выводам из работы оборудования. Проведен анализ существующих и наиболее распространенных методов повышения надежности газоперекачивающего оборудования. Предложенные мероприятия по эксплуатации газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным типом привода направлены на уменьшения количества аварийных остановов.
Ключевые слова: газоперекачивающий агрегат с газотурбинным типом привода, надежность, аварийный останов, контроль, диагностика.
Для цитирования: Татлыев Р.Д., Артеева Т.Е., Цыганенко Н.Д., Гончарова А.В., Чечеренко Е.А., Совершенствование условий эксплуатации и обслуживания газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным типом привода // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2019. № 3. С. 30-32.
DOI: 10.24411/0131-4270-2019-10306
Radik D. Tatlyev1, Tatyana E. Arteeva1, Nikita D. Tsyganenko2, Alena V. Goncharova1, Evgeniy A. Checherenko1
1 Surgut oil and gas Institute (branch) Tyumen Industrial University, 628404, Surgut, Russia
E-mail: [email protected] E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]
2 Tyumen Industrial University, 625000, Tyumen, Russia E-mail: [email protected]
Abstract: The question of the reliability of gas-pumping units with a gas-turbine drive type is covered. The most frequent reasons preceding emergency stops and conclusions from the equipment operation are considered. The analysis of the existing and most common methods to improve the reliability of gas pumping equipment. The proposed measures for the operation of gas pumping units with a gas-turbine drive type, aimed at reducing the number of emergency shutdowns.
Keywords: gas pumping unit with a gas turbine drive type, reliability, emergency stop, monitoring, diagnostics.
For citation: Tatlyev R.D., Arteeva T.E., Tsyganenko N.D., Goncharova A.V., Checherenko E.A. IMPROVEMENT OF OPERATING AND MAINTENANCE CONDITIONS FOR GAS RECOVERY UNITS WITH GAS TURBINE DRIVE TYPE. Transport and Storage of Oil Products and Hydrocarbons. 2019, no. 3, pp. 30-32.
DOI: 10.24411/0131-4270-2019-10306
В настоящее время существует тенденция снижения количества аварийных остановов (АО) на компрессорных станциях (КС) газотранспортной системы России. Данное явление связано прежде всего с повсеместным оснащением основного и вспомогательного оборудования средствами автоматики, способными отслеживать и регулировать работу оборудования. Нельзя не отметить тот факт, что неукоснительное соблюдение межремонтного периода и времени наработки машин также приводит газовую промышленность к более высоким результатам надежности.
Соблюдение правил и методов эксплуатации агрегатов есть основное и главное средство достижения высокой надежности оборудования. Согласно ГОСТ 27.002-89 [1] надежность определяют как свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.
Большинство основного оборудования компрессорных станций ремонтопригодно: основные узлы заменяемы, а
наличие запасных частей не вызывает сомнений. Крайняя необходимость достижения высокой надежности обусловлена следующими факторами:
- повышенная опасность технологических процессов газовой отрасли;
- сбой в системе транспорта газа до потребителя;
- высокая стоимость и время ремонта.
Реальный ресурс каждой отдельно взятой машины различается даже при условии идентичности основного оборудования. Причиной этому может стать различное вспомогательное оборудование, отношение эксплуатирующего персонала к оборудованию, работа на предельно допустимых режимах [2].
Существуют методы, направленные на постоянный и усиленный контроль за работой технических узлов оборудования, для нивелирования возможности возникновения неисправности в отдельных его частях.
Общепринятые мероприятия, направленные на повышение надежности эксплуатации газоперекачивающих агрегатов (ГПА) с газотурбинным приводом по механической части [3]:
- тепловизионные испытания и контроль температурного поля укрытий ГПА блочно-модульного исполнения и укрытий ГПА стационарного цехового исполнения;
- контроль температурного поля датчиков вибрации для обеспечения заданных параметров работы последних;
- обеспечение достаточного охлаждения основного и вспомогательного оборудования ГПА под шумотеплоизо-лирующим кожухом;
- работы по выявлению причин, вызывающих остаточный дисбаланс роторов после проведения работ на балансировочном станке;
- контроль защиты центробежного нагнетателя (ЦБН) по вибрации с использованием системы автоматического управления (САУ) ГПА;
- проведение динамических балансировок роторов нагнетателей;
- проведение диагностических измерений вибросостояния ГПА;
- проведение расширенного параметрического диагностирования ГПА до и после ремонта с оценкой качества ремонта агрегатов (оценка технического состояния основных узлов ГПА с выявлением рекомендаций по его восстановлению; применение методов спектрального анализа и теплотехнических испытаний, а также нештатного оборудования - приборы неразрушающего контроля, эндоскопы, тепловизоры и т.п.). По итогам данного обследования составляют рекомендации по очередности и срокам проведения восстановительных работ;
- анализ режимов работы ГПА, контроль коэффициента загрузки и техническое сопровождение работы модуля расчета эффективных показателей ГПА различных типов. Данные передаются в системы диспетчерского контроля.
Газоперекачивающее оборудование имеет низкую живучесть. Это связано прежде всего с наличием огромного количества отдельных важных функциональных узлов. Наличие лишь одного из таких факторов, как облом лопаточного аппарата компрессора или турбины, прогар жаровой трубы, прерывание подачи топливного газа, помпаж, непригодное для эксплуатации масло, изношенные подшипники, негерметичное уплотнение, приведет к отказу или аварии на опасном производственном объекте [4].
Основные причины аварийных остановов ГПА с газотурбинным приводом [5, 6]:
- ошибки персонала при работе с САУ ГПА, отсутствие профессиональных навыков пользования программными продуктами САУ ГПА (ошибочная команда «Аварийной останов», ошибочная команда «Дистанционный пуск пожаротушения» и т.д.);
- низкое качество планово-предупредительных ремонтов (ППР), технического обслуживания (ТО), пусконаладоч-ных работ (повреждение рабочих лопаток роторов турбины высокого давления (ТВД) и турбины низкого давления (ТНД), повреждение колодок подшипников и т.д.);
- низкая надежность оборудования (осевое смещение ротора, разгерметизация металлорукава, неисправность золотника регулятора перепада давления);
- разрушение утонений рабочих лопаток ТВД и ТНД, влекущее за собой увеличение зазора между статором и лопатками;
- вибрация ГПА, происходящая из-за разбалансировки роторов в межремонтный период;
- попадание жиклера запорно-регулирующего крана обвязки Ду 1000 в нагнетатель;
- помпаж центробежного нагнетателя;
- аварийный останов из-за АО парного агрегата в группе;
- ложное срабатывание системы воздушного регулирования ГПА;
- заклинивание первой ступени торцевых газодинамических уплотнений ЦБН;
- самопроизвольное закрытие кранов из-за отказа электропневматического узла управления краном.
На основе вышеперечисленного возможно условно разделить причины АО ГПА на две группы: АО по механической части и АО по причине ненадлежащего уровня эксплуатации персоналом [7, 8].
Предложенные мероприятия для повышения надежности эксплуатации ГПА с газотурбинным приводом по механической части предусматривают [9]:
- установку термометров высшего класса точности на входе и выходе ЦБН для обеспечения необходимой точности измерений температуры газа в соответствии с нормативно-технической документацией;
- накопление и хранение статистических данных с использованием в дальнейшем искусственного интеллекта, баз учета отказавших элементов;
- контроль актуальности установленных технологических параметров оборудования - а именно круглосуточное наблюдение за частотными характеристиками (вибросмещение, виброперемещение, виброскорость), температурными показателями (температура в камере сгорания, отработанных газов, температура масла, температура газа, температуры подшипников и т.д.), пространственными перемещениями (осевой сдвиг горизонтальный и вертикальный) - с периодической проверкой достоверности параметров;
- использование более совершенных материалов, подходящих для определенного типа воздействия (напыление на подшипники, восстановление утонений лопаточного аппарата). Как следствие использование дорогостоящих материалов вызовет повышение стоимости ремонтных работ.
Предложенные мероприятия для повышения надежности эксплуатации ГПА с газотурбинным приводом по причине ненадлежащего уровня эксплуатации персоналом предусматривают [9]:
- ведение обязательного обучения эксплуатационного персонала с последующей периодической аттестацией в независимом аттестационном органе;
- разработку программы и графика проведения ситуационных тренировок персонала КС с целью анализа типовых аварийных остановов и решений, принятых персоналом в процессе их развития;
- установку на КС хорошо видимых обозначений оборудования, технологических схем на сложном оборудовании и отдаленных объектах, дополнительного освещения рабочих мест.
Вышеизложенные мероприятия несут профилактическую направленность и рекомендованы авторами для повсеместного использования в газотранспортной сети вне зависимости от мощности ГПА и типа привода.
Безотказность, наряду с долговечностью есть основной смысл и одновременно итог диагностики оборудования.
3 • 2019
31
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.
2. ИноземцевА.А., Сандрацкий В.Л. Газотурбинные двигатели. Пермь: Авиадвигатель, 2006. 1204 с.
3. /риценко Е.А., Данильченко В.П., Лукачев С.В. и др. Конвертирование авиационных ГТД в газотурбинные уста-
новки наземного применения. Самара: СНЦ РАН, 2011. 266 с.
4. Материалы и прочность деталей газовых турбин: в 2 кн. / Кн. 2. Рыбинск: Газотурбинные технологии, 2011. 496 с.
5. Артеева Т.Е., Цыганенко Н.Д., Татлыев Р.Д. Нейросетевая модель для прогнозирования состояния нефтегазопроводов. Технологии нефти и газа. 2019. № 3 (122). С. 52-56.
6. Татлыев Р.Д., Гончарова А.В., Янукян А.П. Основы надежности объектов транспорта нефти и газа: учеб. пособие. Ставрополь, 2019.
7. Fibre concrete for precast-monolithic construction. Klyuev S.V., Klyuev A.V., Muravyov K.A., Tatlyev R.Dz., Trukhanov S.V. Journal of Advanced Research in Dynamical and Control Systems. 2018. Т. 10. № 10 Special Issue. С. 1934--1938.
8. Янукян А.П., Татлыев Р.Д. Основы сооружения магистральных трубопроводов (календарное планирование): учеб. пособие. Ставрополь, 2019.
9. Лукманов Р.Р., Володин А.Г., Рыбко А.А., Татлыев Р.Д. Выявление дефектов трубопроводов. В сб.: Актуальные проблемы научного знания. Новые технологии ТЭК-2018. Мат. II Междунар. науч.-практ. конф. 2018. С. 48-51.
REFERENCES
1. GOST27.002-89. Nadezhnost v tekhnike. Osnovnyyeponyatiya. Terminy iopredeleniya [State Standard 27.002-89. Industrial product dependability. General concepts. Terms and definitions].
2. InozemtsevA.A., Sandratskiy V.L. Gazoturbinnyye dvigateli [Gas turbine engines]. Perm, Aviadvigatel' Publ., 2006. 1204 p.
3. Gritsenko Ye.A., Danil'chenko V.P., Lukachev S.V. Konvertirovaniye aviatsionnykh GTD vgazoturbinnyye ustanovki nazemnogoprimeneniya [Conversion of aircraft gas turbine engines into gas turbine units for ground use]. Samara, SNTS RAN Publ., 2011. 266 p.
4. Materialy iprochnost detaley gazovykh turbin. V2 knigakh/Kn. 2 [Materials and strength of gas turbine parts. In 2 books. Book 2]. Rybinsk, Gazoturbinnyye tekhnologii Publ., 2011. 496 p.
5. Arteyeva T.YE., Tsyganenko N.D., Tatlyyev R.D. Neural network model for predicting the state of oil and gas pipelines. Tekhnologii nefti i gaza, 2019, no. 3 (122), pp. 52-56 (In Russian).
6. Tatlyyev R.D., Goncharova A.V., Yanukyan A.P. Osnovy nadezhnosti ob»yektov transporta nefti i gaza [The basics of reliability of oil and gas transport facilities]. Stavropol, 2019.
7. Klyuev S.V., Klyuev A.V., Muravyov K.A., Tatlyev R.D., Trukhanov S.V. Fibre concrete for precast-monolithic construction. Journal of Advanced Research in Dynamical and Control Systems, 2018, vol. 10, no. 10, pp. 1934-1938.
8. Yanukyan A.P., Tatlyyev R.D. Osnovy sooruzheniya magistral'nykh truboprovodov (kalendarnoye planirovaniye) [Basics of the construction of trunk pipelines (scheduling)]. Stavropol', 2019.
9. Lukmanov R.R., Volodin A.G., Rybko A.A., Tatlyyev R.D. Vyyavleniye defektov truboprovodov [Identification of pipeline defects]. Trudy II Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Aktual'nyye problemy nauchnogo znaniya. Novyye tekhnologii TEK-2018 [Proc. of the II International scientific and practical conference. Actual problems of scientific knowledge. New technologies of the fuel and energy complex-2018]. 2018, pp. 48-51.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ / INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Татлыев Радик Джиганшевич, к.т.н., доцент кафедры нефтегазовое дело, Сургутский институт нефти и газа (филиал) Тюменского индустриального университета.
Артеева Татьяна Евгеньевна, ассистент кафедры нефтегазовое дело, Сургутский институт нефти и газа (филиал) Тюменского индустриального университета.
Цыганенко Никита Дмитриевич, аспирант кафедры маркетинга и муниципального управления института сервиса и отраслевого управления, Тюменский индустриальный университет. Гончарова Алёна Витальевна, ассистент кафедры нефтегазовое дело, Сургутский институт нефти и газа (филиал) Тюменского индустриального университета.
Чечеренко Евгений Андреевич, студент, Сургутский институт нефти и газа (филиал) Тюменского индустриального университета.
Radik D. Tatlyev, Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. of the Department of Oil and Gas Business, Surgut oil and gas Institute (branch) Tyumen Industrial University.
Tatyana E. Arteeva, Assistant of the Department of Oil and Gas Business, Surgut oil and gas Institute (branch) Tyumen Industrial University. Nikita D. Tsyganenko, Graduate Student, Department of Marketing and Municipal Management, Institute of Service and Industrial Management, Tyumen Industrial University.
Alena V. Goncharova, Assistant of the Department of Oil and Gas Business,Surgut oil and gas Institute (branch) Tyumen Industrial University.
Evgeniy A. Checherenko, Student Surgut oil and gas Institute (branch) Tyumen Industrial University.
