СМ-4 система мониторинга технического состояния насосных агрегатов

 

 

 

 

 

Содержание

 

Аннотация………………………………………………………………………………………..3

Введение………………………………………………………………………………………….4

1 Описание прибора……………………………………………………………………………..5

    1.1 Основные технические  характеристики…………………………………………….…...6

    1.2 Комплект поставки…………………………………………………………………….….8

    1.3 Внешний вид прибора «СМ-4»………………………………………………...…….…..9

    1.4 Входные каналы и выходные интерфейсы……………………………………...……..10

    1.5 Ресурс, срок службы, гарантии изготовителя…………………………………...…….11

2 Программное обеспечение прибора «СМ-4»………………………………………...…….12

   2.1 Состав программно-технических средств системы……………………………...…….12

   2.2 Требования к персоналу…………………………………………………………...…….13

   2.3 Достоверность диагнозов программы……………………………………………....…..13

   2.4 Интерфейс программы «GEDA»………………………………………………………...14

   2.5 Подключение приборов к агрегатам……………………………………...……………..16

3 Экономический расчет……..………………………………………………………………...17

4 Вывод….………………………………………………………………………………………18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аннотация

 

На сегодняшний день выход из строя насосных агрегатов и тем более насосных станций целиком является одной из наиболее серьезных и критических проблем для технологического процесса нефтедобычи. Малый срок эксплуатации насосных агрегатов, как следствие неправильно спланированных и произведенных объемов и сроков работ, могет стать причиной полной остановки производственного процесса и длительных периодов простоя.

Целью данного проекта является увеличение срока службы насосных агрегатов между капитальными ремонтами и обеспечение надежной работы технологического оборудования, сокращение числа продолжительных простоев.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

    Значительную роль в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отрасли играют насосные станции (КНС, ДНС). В данный момент существует проблема: слабый контроль и, как результат, сниженная надежность работы агрегата, а значит, и всей системы. По этой причине существует необходимость оснащения таких агрегатов современными, эффективными, сравнительно недорогими, системами стационарного контроля технического состояния.

    «СМ-4»  является минимальной, бюджетной версией комплексной системы мониторинга электродвигателей  и вращающихся механизмов. В ней реализованы наиболее эффективные методы диагностики вращающегося оборудования.

 Система мониторинга марки "CM-4" (Condition Monitoring - 4 Chanel) предназначена для стационарного контроля и диагностики технического состояния крупных насосов.

     Наличие встроенных экспертных диагностических систем значительно расширяет возможности системы мониторинга.

     Основным отличием системы "CM-4" от стандартных систем вибрационного контроля состоит в комплексном подходе к оценке технического состояния вращающегося агрегата.

      Cистема  СМ-4 широко используется. Последняя крупная партия ушла в Оренбург. В данный момент 20 систем работает в городе Сорочинске, монтировались на БКНС и ДНС «Сорочинскнефти»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                           1 Описание прибора

 

     «CM-4» - стационарный прибор технического состояния вращающегося оборудования. Он предназначен для контроля технического состояния электродвигателей 0,4-10,0 кВ в агрегате с насосом, вентилятором и другим оборудованием.

       Отличительной  особенностью системы «СМ-4» является возможность определения эксплуатационных параметров работы контролируемого оборудования, например, КПД насосного агрегата. Это позволяет не только диагностировать такие дефекты , как износ проточной части, но и организовывать максимально эффективную эксплуатацию оборудования.

Прибор применяется  для:

• регистрации вибросигналов (виброскорости) с возможностью сохранения результатов измерения в энергонезависимую память прибора и последующего их просмотра;
• преобразования и анализа зарегистрированных вибросигналов (спектр, мощность в полосе);
• проведения работ по динамическому уравновешиванию роторов агрегатов в собственных подшипниках или на балансировочных станках (в приборе реализован алгоритм одноплоскостной балансировки и двухплоскостная балансировка);
• сохранения зарегистрированных сигналов в базе данных персонального компьютера (в приборе реализованы интерфейсы RS-485).
• В защитных целях прибор осуществляет блокировку и сигнализацию по СКЗ вибрации и температуры.

      Также кроме измерения вибрации 4 подшипников агрегата, система мониторинга «СМ-4» позволяет контролировать следующие параметры:

• Контроль температуры 4 подшипников агрегата.
• Контроль частоты вращения вала агрегата.
• Контроль потребляемого тока и мощности одной фазы электродвигателя.
• Измерение расхода и напора насоса.

      Поясняем, что это также является очевидным  плюсом, за счет того, что на  выяснение причин неисправности  нередко уходит лишнее время  и деньги.

      При  помощи первичной информации  такого объема можно более достоверно ценить техническое состояние контролируемого агрегата. Можно более правильно спланировать объем и сроки проведения ремонтных и сервисных работ.

      Мониторинг  этих важных параметров работы  оборудования позволяет реализовать  в системе функции защиты и блокировки:

• защита оборудования по пороговым значениям вибрации, температуры;
• защита электродвигателя от перегрузки;
• учет текущей наработки оборудования.

      Встроенная  в прибор « СМ-4» экспертная система обрабатывает и анализирует все данные с первичных датчиков и формирует итоговое заключение о состоянии электродвигателя и приводного механизма. Данные всех измерений  и диагностические заключения  сохраняются в энергозависимой памяти прибора. Передача всей первичной информации в системы АСУ-ТП верхнего уровня производится из прибора по интерфейсу RS-485 и Ethernet.

 При помощи встроенного  в систему экспертного программного  обеспечения реализуются диагностические  функции:

• Диагностика наличия дефектов и оценка технического состояния контролируемого оборудования на основе анализа спектров вибросигналов.
• Расчет массы и углов установки балансировочных грузов
• Диагностика электромагнитных дефектов электродвигателя (например, контроль короткозамкнутой клетки ротора) на основании анализа спектров потребляемых электродвигателем токов и мощности.

      Важной особенностью системы  «СМ-4» является способность рассчитывать полный КПД контролируемой насосной установки. Особенно это важно тогда, когда производится перекачка жидкости в резервную емкость, или, например, при закачке воды в пласт при помощи установок типа БКНС. В этом случае имеется возможность эксплуатировать насосный агрегат в режиме максимального КПД. Если анализировать характеристики насоса, то из них видно, например, что при изменении расхода данного насоса на 30% можно повысить КПД с 60% до 75%, т.е. уменьшить  общие затраты на перекачку жидкости на 10%

       При наличии дистанционно управляемой задвижки система «СМ-4» может сама обеспечивать работу контролируемого насосного агрегата в режиме максимального КПД.

        Используемые с прибором датчики марки «ВК-310», «Pt-100», «IFCT-5A» снимают с измерительного вывода сигнал, содержащий информацию о температурных, вибрационных и токовых характеристиках контролируемого агрегата.

       В приборе «СМ-4» имеются два выходных реле, включаемые при превышении тревожного и аварийного порогов по измеряемым и расчетным параметрам состояния электродвигателя. 

 

 

1. Основные технические характеристики

 

Таблица 1 - Основные технические данные прибора СМ-4

 

Измерительный тракт.
Количество каналов:			10 (4 виброканал,       4 температура,               1 отметчик фазы,      1  токовый канал)
Рабочий диапазон частот (виброканал):			10 Гц – 1 кГц
Диапазоны измерения.
Виброскорость (мм/с):			1…30
Ток (А)(с трансформатора тока):			0.1…5
Температура ©:			-40…+60
Напряжение (В)(с трансформатора напряжения)			100 В
Параметры выходных контактов реле «тревога» и «авария»			5 А, 220 В
Напряжение питания прибора, В			AC/DC 120-260
Потребляемая из сети мощность, Вт			50
Спектр.
Граничная частота (виброканал):			1 кГц
Граничная частота (ток)			100Гц
Число линий(вибрация, ток):			400, 3200
Фильтрация:			Окно Хемминга
Энергонезависимая память (Flash).
Распределение:			Динамическое
Общий объем / Область данных			4 Мб / 3.5 Мб
Время хранения:			Неограниченно
Погрешность измерения
Предел основной относительной  погрешности при измерении виброскорости  в рабочем диапазоне амплитуд на базовой частоте 79,6 Гц:			< 5%
Предел основной допускаемой относительной  погрешности при измерении температуры :			< 2%
Предел основной допускаемой относительной  погрешности при измерении мощности при тока :			<5%
Предел основной допускаемой относительной  погрешности при использовании  спектрального разложения:			< 5%
Неравномерность АЧХ в диапазоне  частот 10 Гц – 10 кГц:			<  ±10 %
Спад АЧХ на граничных частотах 10 Гц; 10 кГц:			<
Представление данных.
13 светодиодов		4 на виброканалы; 4 на каналы температуры; 1 аварийный уровень; 1 тревожный уровень; 1 диагностика; 1 готовность прибора: 1 питание.
Порты для связи с  компьютером.
RS-485 (57600 бод,34800бод, 9600 бод)
Физические данные.
Габаритные размеры, не более (мм):			260*173*90
Масса прибора, не более (кг):			3.0
Дополнительные функции
Динамическое уравновешивание  роторов агрегатов в собственных подшипниках или на балансировочных станках (реализован алгоритм одноплоскостной и двухплоскостной балансировки)
Поддерживаемое программное  обеспечение
CM4	Программное обеспечение. Включает в  себя: графическое отображение текущего состояния оборудования диагностика по току; балансировка роторов; работа с замерами;

 

 

       Опционально, для расчета КПД:

• 2 входа :   4-20 (датчики давления)
• Дополнительный порт RS- 485, для подключение расходомера.

 

      Конструктивно прибор  системы «СМ-4» выполнен в защищенном корпусе, предназначенном для монтажа внутри шкафов управления. Прибор должен эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от -40 С до +60 С и относительной влажности воздуха до 98%, без конденсации влаги.

     Степень защиты от проникновения твердых тел и воды по ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89):

      - прибор мониторинга  «СМ-4» IP20

      - вибропреобразователь  «ВК-310» (покупное изделие)               IP54

      - датчик температуры  «Pt-100»                                                       IP20

      - отметчик фазы                                                                                IP64

      - датчик тока «IFCT-5A»                                                                 IP30

 

1.2 Комплект поставки

 

 

Таблица 2 – Состав поставки прибора  «СМ-4»

 

Наименование	Количество
Прибор мониторинга «СМ-4» Вибропреобразователь Датчик температуры Датчик тока Отметчик фазы Кабель соединительный к отметчику фазы Кабель для соединения с компьютером(RS-485) Кабели соединительные к вибродатчикам Кабели соединительные к датчикам температуры Кабель соединительный к датчику тока Компакт диск с программным обеспечением Паспорт Методика проверки Руководство по эксплуатации	1 шт.    4 шт.    4 шт.    1 шт.    1 шт.    1 шт.    1 шт.    4 шт.    4 шт.    1 шт.    1 шт.    1 шт.    1 шт.    1 экз.

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1.3 Внешний вид прибора СМ-4

                        

 

 

Рисунок 1 - Внешний вид прибора «СМ - 4»

 

 

Рисунок 2 - Вид изнутри прибора «СМ - 4»

 

 

 

 

 

1.4 Входные каналы и  выходные интерфейсы

Входные каналы:

- канал регистрации вибрации  – 4 (в одном направлении);

- канал регистрации тока электродвигателя  – 1;