Статьи

TIK-RVM: эффективность и безопасность роторного оборудования

Пушкарев А.Э.

"Нефтегаз International"

Оригинал статьи (файл "PDF" 293 Kb)

В современном мире каждый стремиться за короткое время добиться надёжности, стабильности и экономической эффективности своего предприятия, но, к сожалению, существует много факторов, которые этому препятствуют. Один из них - это аварии на производстве, которые несут в себе значительные экономические потери и человеческие жертвы. Согласно сводке данных по происшествиям на опасных производственных объектах, большой ущерб приходится на отрасли газораспределения, магистрального трубопроводного транспорта, нефтегазодобычи,  нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности (Таблица 1).

Таблица 1

Сводка (фрагмент) данных по авариям и травматизму на опасных производственных объектах в России за 2011 год стран – участниц МСПБ (Международного Союза Промышленной Безопасности)

Виды объектов (отраслей) на которых произошли аварии	Количество зарегистрированных аварий, ед.	Экономический ущерб, тыс. дол. США	Количество пострадавших в результате аварий человек
Объекты газораспределения и потребления	36	539245	25
Объекты магистрального трубопроводного транспорта	17	154485	2
Объекты нефтегазодобычи	14	397805	6
Объекты нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности	20	205490	23

На всех вышеперечисленных объектах используется технологическое оборудование, которое требует соответствующего обслуживания и комплексного контроля параметров для отслеживания их технического состояния. В большинстве случаев, именно несвоевременный или ненадлежащий контроль и непрофессиональная диагностика технического состояния агрегатов, являются одной из основных причин аварий на промышленных объектах.

К примеру, в нефтегазовой промышленности, по оценке экспертов МЧС, средний износ оборудования составляет 50 %, а по отдельным категориям до 80-100%. Согласно данной статистике, можно сделать вывод, что зачастую агрегаты работают «до отказа», если это не приводит к катастрофе, то грозит остановкой технологического процесса, большими экономическими затратам на ремонт и упущенной прибылью.

Для организации надёжной работы технологического оборудования существует множество подходов. В их основу закладываются методики реализации обслуживания и ремонта агрегатов. На многих российских промышленных предприятиях используется метод планово-предупредительного ремонта. Суть метода заключается в том, что через определенный срок, машины останавливаются и подвергаются техническому обслуживанию, после чего снова включаются в работу. У этого метода есть ряд серьезных недостатков. Во-первых, частой остановке и ремонту подвергаются  работоспособные агрегаты, которые без обслуживания могли бы работать еще долгое время. Во-вторых, после разборки/сборки характеристики оборудования могут ухудшиться по сравнению с изначальными. В-третьих, остановка и ремонт таких машин – это довольно дорогостоящая процедура, которая требует привлечения квалифицированного персонала. Ну и наконец, этот метод неэффективен, если дефект начинает развиваться во время межремонтного интервала.

Наиболее современным и оптимальным методом поддержания  работоспособности ответственных машин – является обслуживание оборудования «по техническому состоянию». Данная концепция является наиболее выгодной, в сравнении с другими, так как замена и ремонт частей агрегатов производится по мере их износа. Оборудование находится под постоянным контролем, это значительно снижает возможность появления аварийных ситуаций. Для реализации подобной концепции необходимо вносить изменения в организацию технологических процессов. Один из основных аспектов реорганизации производства - внедрение системы мониторинга агрегатов, например системы TIK-RVM  выпускаемой компанией «ТИК».

Система расширенного вибромониторинга TIK-RVM

Статистика аварий на производстве говорит о том, что основными причинами их являются неисправности оборудования - более 40%, около 20% занимают нарушения правил эксплуатации, порядка 30% - это стихийные бедствия, конструктивные недоработки (рис. 1). 

Рисунок 1

При этом расходы на содержание и эксплуатацию агрегатов в нефтехимической отрасли составляют до 60% от стоимости готовой продукции. А более 30 % рабочего  времени и ресурсов ремонтных подразделений предприятий занимают работы по обслуживанию роторного оборудования. Учитывая приведенную статистику, мы предлагаем решение для обеспечения надёжности роторного оборудования - система TIK-RVM. Система TIK-RVM – это программно-аппаратный комплекс, который имеет широкую область применения: центробежные насосные агрегаты объектов магистральных нефтепроводов, паровые и газовые турбины, турбокомпрессоры, электрические генераторы и другое оборудование, подверженное вибрации во время эксплуатации.
Принцип работы TIK-RVM основан на непрерывном измерении, отображении, контроле, хранение и анализе параметров вибрации, что позволяет грамотно оценить механическое состояние технологических и производственных объектов.

Систему можно разделить на три уровня:
Первый уровень – это уровень первичных преобразователей. Здесь могут использоваться любые стандартные вибропреобразователи или любые другие датчики с унифицированным типом выходного сигнала. Среди изготавливаемых компанией «ТИК» первичных вибропреобразователей есть датчики виброускорения, виброскорости, виброперемещения и температуры.

Второй уровень – это уровень программируемых логических контроллеров
Система, построенная на основе контроллера TIK-PLC исп. 02 (рис. 4) имеет ряд существенных преимуществ, одно из них модульность. Модули устанавливаются в специальный каркас - крейт.
TIK-PLC исп. 02 - высокопроизводительный контроллер, выполняющий функции опроса датчиков, математической обработки измеренного сигнала и выдачи управляющих и информационных сигналов во внешние устройства и другим модулям системы.

На верхнем уровне системы находится промышленная рабочая станция с установленным SCADA-пакетом и специализированными программными модулями.
Программное обеспечение системы TIK-RVM выполняет следующие функции:

• отображение мнемосхемы объекта с текущими значениями измеряемых параметров;
• ведение журнала событий;
• регистрация и хранение изменений параметров (тренды);
• сбор быстрой выборки для спектрального анализа;
• расчет и визуализация спектров сигналов;
• защита от несанкционированного доступа;
• оповещение персонала об аварийных и предупредительных ситуациях.

По требованию заказчика имеется возможность добавления функций автоматизированной диагностики, прогнозирования времени вывода агрегата в ремонт, оценки качества ремонта. Существует возможность использования программного комплекса удаленно по локальной сети или сети Интернет.

Принцип работы

Первичные преобразователи монтируются на наиболее информативные точки агрегата, и подключаются к контроллерам TIK-PLC исп. 02 (далее контроллер).
Архитектура системы TIK-RVM построена таким образом, что каждый модуль выполняет определенные функции системы.
Основными функциями контроллера являются получение и обработка эклектических сигналов поступающих от первичных преобразователей, а так же выдачи данных другим модулям. Выходной унифицированный сигнал 4...20 мА контроллера может быть использован для индикации, регистрации и обработки данных вне системы.

На основе полученных данных с контроллеров, «интерфейсный модуль» осуществляет сравнение полученных значений с уставками и выдачу управляющих сигналов на «модуль релейных выходов» в соответствии с заложенной конфигурацией. Также «интерфейсный модуль» осуществляет обработку дискретных входов и обмен данными по цифровым интерфейсам связи по средствам «модуля дискретных входов и интерфейса RS-485». Одновременно сигналы по интерфейсу RS-485 (Modbus-RTU) могут передаваться и в другие системы АСУ ТП предприятия. Таким образом, в системе TIK-RVM может быть организована связь с любым внешним устройством имеющий интерфейс RS-485 (Modbus-RTU).

Программное обеспечение отображения и анализа данных разработано с помощью SCADA-системы. Функции анализа измеряемых параметров определяются проектом. Для архивирования, хранения и получения хранимых данных используется система управления базами данных (СУБД).  В разных проектах могут использоваться разные SCADA-системы и разные СУБД в зависимости от требований заказчика.

В зависимости от конфигурации система осуществляет:

• автоматическое измерение и контроль параметров вибрации промышленного оборудования;
• расчет спектральных характеристик сигнала;
• формирование полученной информации в табличной и графической форме, удобной для пользователя;
• хранение полученной информации в энергонезависимой памяти;
• выдачу сигналов в АСУ ТП для реализации функций технологических защит и блокировок при работе системы в составе АСУ ТП или на исполнительные реле при автономной работе системы;
• оперативный автоматический сбор данных для реализации концепции технического обслуживания механического оборудования по техническому состоянию.

Распечатать информацию
назад к списку