CC BY
13
УДК 681.518 + 620.19
В.Н. Костюков, V.N. Kostyukov, e-mail: [email protected] ООО «НПЦ Динамика», г. Омск, Россия
Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия
Омский государственный университет путей сообщения, г. Омск, Россия
Ltd. «SPC «Dynamics», Omsk
Omsk State Technical University, Omsk, Russia
Omsk State Transport University, Omsk, Russia
ВИБРОДИАГНОСТИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ОБОРУДОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТРАНСПОРТНОГО КОМПЛЕКСА
VIBRATION ANALYSIS MONITORING OF PRODUCTION-AND-TRANSPORT COMPLEX EQUIPMENT
Безопасная ресурсосберегающая эксплуатация оборудования в промышленности и на транспорте является весьма актуальной задачей. Мониторинг технического состояния оборудования обеспечивает наблюдаемость и позволяет реализовать безопасную ресурсосберегающую технологию эксплуатации и ремонта оборудования. В работе рассматривается опыт эксплуатации систем мониторинга технического состояния оборудования опасных производств энергетического комплекса и железнодорожного транспорта.
Resource-safe operation of the equipment in the industry and transport is a very urgent task. Equipment condition monitoring provides observability and allows for secure resource-saving technology maintenance and repair of equipment. This paper considers the experience of operating systems for monitoring the technical condition of the equipment hazardous industries and energy sector and rail transport.
Ключевые слова: вибрационная диагностика, мониторинг состояния, оборудование опасных производств, энергетики, транспорта, оценка рисков
Keywords: vibration diagnostic, condition monitoring, equipment hazardous industries, energy sector, rail transport, error monitoring, the risk decision, risk assessment
129
Динамика систем, механизмов и машин, № 4, 2014
Решением проблем, связанных с безопасной и эффективной эксплуатацией оборудования [1], является обеспечение наблюдаемости его технического состояния и своевременности принятия решений, существенным образом влияющих на технико-экономические показатели производства и транспорта и возникновение техногенных инцидентов. Наблюдаемость технического состояния производственно-транспортного комплекса обеспечивается с помощью мониторинга входящих в него объектов мониторинга (ОМ), с целью определения их текущего технического состояния и предсказания момента их перехода в предельное состояние [3]. Результат мониторинга представляет собой совокупность диагнозов ОМ, составляющих производственный комплекс, получаемых на неразрывно примыкающих друг к другу интервалах времени, в течение которых состояние ОМ существенно не изменяется [3, 6].
Наблюдаемость процесса деградации оборудования позволяет исключить аварийные ремонты (Рисунок 1) и выполнять все ремонты агрегатов по фактическому техническому состоянию в плановом порядке, что обеспечивает не только полное исключение аварийных ситуаций, но и ресурсосбережение всех видов материальных, трудовых и финансовых ресурсов [4].
Системы мониторинга технического состояния оборудования в реальном времени (RTHM). Следует отличать системы мониторинга параметров оборудования (condition monitoring) от систем мониторинга технического состояния (здоровья) (health monitoring). Системы мониторинга параметров измеряют параметры физических процессов [3, 6]. Интерпретация результатов - обнаружение неисправностей, оценка видов и опасности обнаруженных неисправностей, выдача предписаний персоналу по их устранению лежат на высококвалифицированных «дорогих» специалистах. Системы мониторинга состояния (здоровья) обнаруживают не только изменение технического состояния объекта мониторинга, но и причины его изменения. Эти системы используют алгоритмы экспертной системы поддержки принятия решений реального времени с автоматическим диагностированием неисправностей уз-
лов оборудования. Такие системы, как правило, являются системами 1 класса согласно ГОСТ Р 53564 [6]. Системы мониторинга технического состояния первого класса, реализованные согласно принципам, предложенным в [3, 6], позволяют достаточно просто конфигурировать ее программно-аппаратные средства для мониторинга технического состояния как динамического, так и статического оборудования, а также интегрировать с известными системами АСУ ТП предприятия [2]. В России ЯТИМ системы оборудования КОМПАКС®, отвечающие требованиям [6], предложенные в начале 90-х годов [2], эксплуатируются в 12 отраслях промышленности, в том числе на производствах топливо-энергетического комплекса (ТЭК) основных компаний. На производствах ТЭК в эксплуатации находится более 400 RTHM систем: стационарные, стендовые, персональные системы автоматической диагностики и системы диагностической сети. На железнодорожном транспорте - более 100, в том числе 75 бортовых [7]. Всего под круглосуточным мониторингом состояния находится более 20 000 машин и агрегатов, более 1700 типов. Примером комплексного подхода к мониторингу состояния оборудования ОПО являются системы комплексного мониторинга технического состояния для предупреждения аварий и контроля состояния, обеспечивающие наблюдаемость динамического и важнейшего статического оборудования установки 21-10/3М Омского НПЗ [5], установки «Изомеризация» Ачинского НПЗ, установки замедленного коксования УЗК-1000 «ЛУКОЙЛ-Волгоград-нефтепереработка». Наибольший опыт внедрения и использования систем мониторинга технического состояния накоплен службами и специалистами ОАО «Газпромнефть-Омский НПЗ», на производствах которого внедрение первой системы мониторинга состоялось в 1989 г.[2].
Сегодня на предприятии мониторинг технического состояния самого разнообразного оборудования осуществляют 104 системы, в числе которых стационарные системы 28 основных технологических установок, функционирующих на производствах первичной и вторичной переработки, смазочных масел, комплексе «Ароматика», а также товарном производстве,
130
Динамика систем, механизмов и машин, № 4, 2014
объединенных в Автоматизированную систему управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования в рамках всего предприятия АСУБЭР КОМПАКС®. Состояние оборудования первой и второй категории контролируют стационарные системы, мониторинг состояния вспомогательного и оборудования третьей категории осуществляется с помощью персональных систем автоматической диагностики. Данные из персональных систем передаются в диагностические станции стационарных систем на каждой технологической установке и сервер диагностической сети. В результате под контролем систем мониторинга находится около 5000 машин и агрегатов, что обеспечивает наблюдаемость состояния оборудования не только обслуживающим персоналом, но и руководством производств, специалистами службы главного механика, а также службы технического надзора.
Рис. 1. Тренд вибрации тягового электродвигателя КП064 электропоезда 0376. Участки 1 и 2 - проведение ТР-1; Участок 3 - ремонт ТЭД по состоянию. (Благодаря наблюдаемости зарождения и развития неисправности
до предельного состояния внезапный отказ ТЭД предотвращен)
Важнейшей составляющей безопасной ресурсосберегающей эксплуатации оборудования опасных производств является качество его ремонта. Каждый цех ремонтно-механичес-кого завода имеет системы вибродиагностики подшипников качения, диагностики высоко- и низковольтных электродвигателей, системы диагностики и балансировки роторов консольных насосов, системы балансировки роторов электродвигателей. Кроме того, завод успешно использует систему ультразвукового контроля вкладышей подшипников скольжения.
Наиболее сложной проблемой, как показывает практика, является уменьшение риска пропуска опасного состояния оборудования г, представляющего собой совокупность ошибок ЯТИМ системы - п и человеческого фактора (ЧФ) И. В свою очередь ошибка п является суммой статической S, динамической й ошибок:
П = 8 + ё , г = п+к = 8+ё+к
Надо отметить, что ошибка из-за влияния ЧФ аналогична динамической ошибке, поскольку увеличивает интервал запаздывания адекватной реакции персонала на предупреждения ЯТИМ системы [6].
131
Динамика систем, механизмов и машин, № 4, 2014
Системы мониторинга состояния оборудования в реальном времени, повышая производительность диагностики в миллионы раз по сравнению с «ручными» приборами, обеспечивают экономический эффект потребителю за счет:
- увеличения техногенной безопасности и межаварийного пробега оборудования в десятки и сотни раз;
- увеличения коэффициента готовности и коэффициента использования основных производственных фондов в целом [2-5].
Библиографический список
1. Костюков, В.Н. Мониторинг состояния и рисков эксплуатации оборудования в реальном времени - основа промышленной безопасности / В.Н. Костюков, Н.А. Махутов, А.В. Костюков // Федеральный справочник: Т. 26. - М.: НП «Центр стратегического партнерства», 2012. - 496 с.
2. Костюков, В. Н. Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР - КОМПАКС®) / В. Н. Костюков, С.Н. Бойченко, Ал.В. Костюков. - М.: Машиностроение, 1999. - 163 с.
3. Костюков, В.Н. Мониторинг безопасности производства. - М.: Машиностроение. 2002. - 224 с.
4. Костюков, В. Н. Повышение операционной эффективности предприятий на основе мониторинга в реальном времени / В. Н. Костюков, Ан.В. Костюков. - М.: Машиностроение, 2009. - 192 с.
5. Комплексный мониторинг технологических объектов опасных производств / В. Н. Костюков, С.Н.Бойченко, А.П. Науменко, Е.В. Тарасов // Контроль. Диагностика. - 2008. -№ 12. - С.8-18.
6. Костюков, В. Н. Стандарты в области мониторинга технического состояния оборудования опасных производств / В. Н. Костюков, А. П. Науменко, А. В. Костюков, С. Н. Бой-ченко // Безопасность труда в промышленности . - 2012 . -№ 7 . - С. 30-36.
7. Костюков, В. Н. Непрерывный мониторинг состояния моторовагонного подвижного состава / В. Н. Костюков, С.В. Сизов, В.П. Аристов, Ал.В. Костюков, Д.В. Казарин // Железнодорожный транспорт. - 2008. - № 6. - С. 41-42.
