СИСТЕМА ВИБРОЗАЩИТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Полезная модель относится к энергетике и предназначена для использования на газо и нефтеперекачивающих агрегатах для контроля уровней вибрации в контрольных точках агрегата и выдачи аварийных сигналов при превышении предельных значений.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому рещению является система виброзащиты технологического оборудования содержащая датчики и мониторы, каждый из которых включает блок питания, входной усилитель, узел задания режима работы, блок управления реле и линии связи(см. Викон Каскад Стационарная система контроля и диагностики для промыщленности, М. Научно-технический центр Виконт)
В известном техническом рещении с датчика сигнал поступает на входной усилитель, далее на детектор СКЗ (среднеквадратического значения). Полученное среднеквадратическое значение поступает на пороговые устройства с реле, где вырабатываются сигналы сигнализации, и на преобразователь напряжения-ток.
Известные системы виброзащиты технологического оборудования позволяют контролировать только уровень вибрации и не имеют возможности расширения контролируемых параметров, что приводит к необходимости обследования ГПА при помощи дополнительного оборудования. Датчики контроля вибрации разнотипные, имеют разнообразные характеристики, выпускаются средними партиями, в результате чего появляются проблемы согласования их с имеющимся оборудованием.
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемой системы виброзащиты заключается:
-в надежности
-быстрой перенастраиваемости ( в т.ч. изменение пределов по защите, диапазонов вибрации, алгоритма работы защиты, контролируемого параметра: ускорение, скорость, перемещение).
-возможности снятия измеряемых параметров через интерфейс для дальнейщей обработки и анализа ( анализ спектрального состава, накопления данных об изменении во времени и др.)
Технический результат достигается следующим образом: Система виброзащиты технологического оборудования, содержащая датчики и мониторы, каждый из которых включает блок питания, входной усилитель, узел задания режима работы, блок управления реле и линию связи дополнительно содержит селектор каналов и блок регистрации, а монитор вибрации дополнительно содержит аналого-цифровой преобразователь, узел центрального процессора, контролер связи, при этом входной усилитель через аналого-цифровой преобразователь подключен к узлу центрального процессора, который связан с блоком управления реле, узлом задания режима работы и контролером связи, причем датчик через монитор вибрации соединен с селектором каналов, подключенным к блоку регистрации.
На рисункепредставлеи|5лок-схема предлагаемой системы
виброзащиты технологического оборудования где:
1- Датчик
2- Монитор вибрации
5- Узел центрального процессора
6- Блок индикации
7- Блок управления реле
8- Узел задания режима работы
9- Контроллер связи
10-Линия связи
11-Источник питания
12-Селектор каналов
13-Блок регистрациии
Датчик 1 связан с монировом вибрации 2 через входной усилитель 3, соединенный с аналого-цифровым преобразователем 4. Аналого-цифровой преобразователь 4 управляет и передает данные в узел центрального процессора 5, который управляет блоком индикации 6, узлом задания режимов работы 8 и блоком управления реле 7. Питание устройства осуществляется от источника питания 11. Узел центрального процессора 5 через котроллер связи 9 и линии связи
10передает данные на селектор каналов 12 и далее на блок регистрации 13.
Предлагаемая система виброзащиты технологического оборудования работает следующим образом:
Сигнал, пропорциональный уровню вибрации, поступает с датчика 1 (пьезо-преобразователя или индукционного ) на входной усилитель 3, который нормализует входной сигнал для подачи на аналого-цифровой преобразователь 4. На аналого-цифровой преобразователь 4 также поступают напряжения с узла задания режима работы 8 соответствующие порогам срабатывания аварийной сигнализации ( АС ) и предупредительной сигнализации ( ПС ). В узле центрального процессора 5 в соответствии с заданной программой происходит вычисление среднеквадратического значения вибросигнала, сравнение его с
порогами срабатывания аварийной и тревожной сигнализации, выдача команд на подачу сигнализации, управление режимом работы АЦП 4 и подача вычисленного значения вибросигнала на блок индикации 6. Узел центрального процессора 4 также производит периодическую передачу фрагмента вибросигнала через контроллер связи 9 и линию связи 10 на селектор каналов 12 и блок регистрации 13 для дальнейшей обработки информации и диагностики. Блок управления реле 7 по командам, поступающим с узла центрального процессора 5, осуществляет замыкание и размыкание контактов реле аварийной и предупредительной сигнализации.
Конкретный пример использования предлагаемой системы виброзащиты технологического оборудования:
В СУ Саратоворгэнергогаз проведены экспериментальные испытания системы виброзащиты на турбине ГТК -10И с датчикоми монитором
вибрации.
Датчик( индукционный )
-измеряемый параметр - виброскорость ( вертикальная составляющая );
-принцип действия- электромагнитный;
-выходной сигнал- напряжение ( ЭДС );
-чувствительность- 20 мВ/мм/сек ;
-рабочий диапазон частот: при неравном. АХЧ ± 5% - 10-1000ГЦ,
при неравном. АХЧ ± 2% - 20 - 400 Гц.
-максимально допустимая рабочая температура - 120 °С.
в разработанном мониторе вибрации в качестве входного усилителя использован операционный усилитель К140УД608, узлы центрального процессора, аналого-цифрового преобразователя и контроллера связи реализованы на однокристальном микропроцессоре 80С552 ( Philips ), блок индикации на цифровых светодиодных индикаторах КИПЦ22Б, узел задания режима работы тумблер КТ-3, резисторы СП5-2, блок управления реле - оптотранзисторы АОТ127. В результате испытания монитора вибрации получены следующие результаты:
-диапазон измерений виброскорости 0-32 мм/с
-напряжение питания 24 ± 4 В
-класс точности 1
-уставок тревожной сигнализации 2 { АС - 18 мм/с, ПС - 11 мм/с )
-чувствительность 18 мВ/мм/с
-задержки срабатывания по ПС - 3 - 4 сек, по АС - 7 - 8 сек.
Предлагаемая система виброзащиты технологического оборудования позволяет
-использовать любые типы датчиков;
-выдавать тревожную сигнализацию ( предупредительная сигнализация ПС и аварийная сигнализация АС ) при превыщении предельных значений;
-осуществлять быструю перенастраиваемость;
-имеет возможность снятия измеряемых системой параметров через интерфейс для дальнейшей обработки и анализа.
В материалах заявки есть ноу-хау. При использовании предлагаемой заявки на полезную модель обращаться к авторам.
Экономический эффект от использования предлагаемой системы виброзащиты технологического оборудования на газоперекачивающих агрегатах типа ГТК-10И только при ранней диагностики одного подшипника вала турбин составит 1 - 2 млр.руб. ( по ценам 1996г.) и избежать капитального ремонта оборудования.