QR-код

Проект: Система стационарного вибрационного мониторинга компрессоров и нагнетателей кислородной станции

Система осуществляет сбор и обработку данных для мониторинга и диагностики состояния компрессорных агрегатов кислородной станции.

Заказчик: ПАО ГМК «Норильский никель»

Объект внедрения: Надеждинский металлургический завод им. Б.И. Колесникова

Система стационарного вибромониторинга компрессоров и нагнетателей предназначена для обеспечения стабильной и безаварийной работы компрессорного парка кислородной станции. Мониторинг и диагностика состояния оборудования происходят в режиме реального времени.

Цели проекта:

  1. Создание системы непрерывного мониторинга виброактивности парка агрегатов;
  2. Реализация автоматической диагностики дефектов для прогнозирования состояния оборудования по заданным вибропараметрам;
  3. Снижение затрат на эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт оборудования;
  4. Минимизация количества внеплановых останов оборудования;
  5. Обеспечение безопасной и безаварийной работы оборудования компрессорной станции.
Система создана с соблюдением требований нормативных правовых актов в области промышленной безопасности.

Особенности системы

Разработанное решение является продолжением ранее начатой работы: на предприятии на базе платформы Allen-Bradley DYNAMIX внедрена система вибрационного мониторинга для семи компрессоров 4ГЦ1-250/5 цеха компрессии кислорода и воздуха (ЦККВ) и четырёх турбодетандер-компрессоров цеха разделения воздуха (ЦРВ).

Данным проектом предусмотрено создание системы дибродиагностики для 36 компрессоров кислородной станции №2 Надеждинского металлургического завода, представленных в виде серий К-1500, КТК-12,5/35, Н-900 и ЦК-135/8.

Все подшипниковые узлы компрессоров оснащены датчиками абсолютной вибрации (акселерометрами), датчиком частоты вращения и фазы вибрации и датчиком осевого сдвига ротора нагнетателя. 

Датчики вибрации (акселерометры)

В соответствии с ГОСТ 10816-3 на каждый опорный подшипниковый узел устанавливается по три датчика абсолютной вибрации во взаимно перпендикулярных направлениях: в горизонтальном, вертикальном и осевом.
Устанавливаемые акселерометры измеряют виброускорение. Данная величина после однократного аппаратного интегрирования преобразуется в общий уровень среднеквадратичного значения (ОУ СКЗ) виброскорости – нормируемый параметр, определяющий деструктивную кинетическую энергию вибрации. 

Датчики частоты вращения (фазоотметчки)

Все 36 компрессоров кислородной станции оснащены датчиками частоты вращения, или фазоотметчиками.

Помимо частоты вращения датчик определяет фазу гармонических составляющих вибросигнала – важный вибропараметр для диагностики и динамической балансировки.

Датчики осевого сдвига

На компрессоры К-1500 и Н-900 проектом предусмотрено по одному токовихревому датчику для измерения осевого смещения валов компрессоров, в которых используются подшипники скольжения.

Контроллерное оборудование

Станции сбора данных построены на базе модулей измерения вибрационных сигналов Dynamix 1444 и контроллера серии CompactLogix компании Rockwell Automation.

Каждый модуль Dynamix 1444 обрабатывает данные от 4 датчиков вибрации или осевого сдвига, а также имеет собственный блок релейной защиты. Дополнительные модули Dynamix 1444, из расчета один канал на подшипник (вертикальное направление) настроены на измерение так называемого Spike Enerdgy, gSE, аналог метода «ударных импульсов».

Всего запроектировано 36 контроллерных шкафов, по числу оборудованных системой компрессоров, каждый из которых включает линейку необходимых модулей измерения вибрации, осевого сдвига, gSE,  частоты вращения (фазы), а также объединяющий их ПЛК, сетевое оборудование и бесперебойный блок питания.

Диагностика дефектов

Оценка состояния оборудования производится сразу по нескольким параметрам. Самый главный – величина виброскорости. По нему определяется класс технического состояния агрегата: норма – работа без ограничений, предупреждение – работа с ограничением по времени, за которое необходимо устранить неисправности, аварийное состояние – агрегат необходимо остановить.  Все основные вибропараметры, а также рассчитанные в ПЛК вероятности множества возможных дефектов, в on-line режиме поступают в уже существующую на предприятии SCADA-систему.

Акселерометры, которые установлены на подшипниках, параллельно передают полный сигнал вибрации в специализированную вибродиагностическую систему E-monitor. Информация, содержащая полный спектр, необходима для диагностики зарождающихся дефектов, при которых ОУ СКЗ виброскорости еще находится в норме. Также архив данных, хранящийся в системе E-monitor, может использоваться специалистом-вибродиагностом для корректировки алгоритмов диагностики (и при необходимости добавления новых) в автоматическом режиме на ПЛК, а также для анализа дефектов, присущих тому или иному типу оборудования.