КОМПЬЮТЕРНАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА
ДИАГНОСТИКИ И РЕМОНТА ПАРОВЫХ ТУРБИН
(«АСД-ТУРБИНА»)

Система «АСД-ТУРБИНА» предназначена для выполнения следующих технологических операций на турбине:
  • диагностика (общая и поэлементная) технического состояния Систем Автоматических Регулирования и Защит паровых турбин всех типов;
  • расчет вариантов оптимальной центровки роторов и проточной части турбоагрегата с минимальной трудоемкостью, как по центровке роторов, так и по центровке проточной части (экспертная система «Центровка»).
  • Диагностика технического состояния САРЗ паровых турбин
    - Применение системы позволяет автоматизировать все этапы проверок и испытаний (статических и динамических) CАРЗ на остановленной турбине, холостом ходу и под нагрузкой в соответствии с МУ 34-70-062-83 («Методические указания по проверке и испытаниям автоматических систем регулирования и защит паровых турбин» М.: СПО Союзтехэнерго, 1984).
    - Наряду с определением традиционных характеристик систем регулирования таких, как степень неравномерности, степень нечувствительности, испытание цепи регулирования частоты вращения и цепи регулирования давления пара в отборах, система диагностики позволяет оценить и наладить динамические характеристики узлов и объекта регулирования.
    - Благодаря универсальным возможностям методического и гибкости программно-аппаратного обеспечения системы можно реализовывать следующий (далеко не полный) перечень проверок и испытаний САРЗ:
    • испытания по определению временных характеристик сервомоторов, узлов САР, определение быстродействия обратных клапанов отбора (КОС);
    • запись переходных процессов системы маслоснабжения при проверке и наладке АВР;
    • отладка «логики» воздействия на гидравлическую часть САР через электрическую часть системы регулирования и противоаварийную автоматику;
    • производить качественную и количественную оценку переходного процесса при сбросе электрической нагрузки с отключением генератора от сети;
    • определять разгонную мощность (работа пролетного пара) при сбросе паровой мощности путем закрытия регулирующих клапанов без отключения генератора от сети, по которой рассчитывается значение вероятного повышения частоты вращения.
    Функциональные особенности системы

    1. Методическое обеспечение базируется на использовании методов структурно-параметрической идентификации динамических систем для оценки технического состояния САРЗ паровых турбин всех типов. Алгоритмы идентификации ориентированы на автоматизированный эксперимент и обеспечивают, полноту обнаружения и должную глубину поиска дефектов САРЗ, которые раньше не могли быть обнаружены, либо из-за невозможности получения необходимой информации, либо по технико-экономическим соображениям.

    2. В программное обеспечение системы (программный комплекс «TURBINA») включены процедуры робастной статистики для автоматической коррекции грубых ошибок измерений и исключения их влияния на результаты диагностики САРЗ.

    3. Система снабжена программными средствами оперативного формирования баз данных испытаний САРЗ по станциям и турбинам:

    • базы данных измеряемых и эталонных параметров и характеристик;
    • базы данных критериев для оценки технического состояния узлов и объекта регулирования;
    • базы данных датчиков, используемых для измерений;
    • базы данных параметров режимов измерений для каждого измерительного канала системы;
    • базы данных результатов испытаний и технических отчетов (формуляров) по результатам испытаний.

    4. Метрологическая поверка датчиков и аппаратных средств системы обеспечивается встроенными программными модулями и выполняется в автоматизированном режиме измерений.

    5. Допускается возможность подключения различных типов датчиков (резистивных, с токовым и потенциальным выходным сигналом).

    6. В режиме измерений обеспечивается визуальный контроль всех измеряемых параметров в реальном времени испытаний с последующей их обработкой и предоставлением необходимого перечня статических и динамических характеристик САРЗ. По результатам испытаний формируется отчет (в автоматизированном режиме) с предоставлением текущих эксплуатационных параметров и характеристик САРЗ в сравнении с их нормативно-техническими данными.

    7. Результаты испытаний (формуляры отчетов) сохраняются в базе данных системы, транслируются в стандартную офисную программу Word, а также могут передаваться по компьютерной сети на удаленные компьютеры, обслуживающие общую информационную базу.

    СОСТАВ СИСТЕМЫ
    • 24-х канальное микропроцессорное Устройство Сбора Данных (УСД-24);
    • компьютер Ноутбук (поставляется по согласованию с Заказчиком);
    • комплект датчиков перемещения, давления, оборотов, мощности (согласуется с Заказчиком);
    • оптоэлектронная развязка (ОЭР) для формирования импульса «засечки» сигнала ЭМП;
    • устройство калибровки (тестирования) измерительных каналов УСД.
    • лазерный диск с программным комплексом «WinTURBINA» и электронной версией технической документации»;
    • кабель связи СОМ (USB)порта;
    • комплект кабелей-разветвителей для подключения датчиков;
    • комплект эксплуатационной документации;
    • сумка для переноски УСД и комплекта принадлежностей.
    ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
    • операционная среда программного обеспечения ……………………Windows;
    • виды испытаний САРЗ: статика/динамика (остановленная турбина, холостой ход, нагрузка согласно МУ34-70-062-83);
    • число одновременно подключаемых датчиков……………………….24+3;
    • длина кабелей линии связи датчиков………..………………………...30м;
    • программный выбор типа подключаемого датчика..…………………R, .I; U;
    • автоматический контроль подключения датчиков;
    • индивидуальная настройка параметров режимов измерений для каждого датчика;
    • визуализация измеряемых параметров в реальном времени испытаний;
    • мониторинг статических и динамических характеристик (режим «Обработка данных»);
    • автоматическая коррекция грубых ошибок измерений (режим «Обработка данных»);
    • встроенные программные модули для проведения метрологической аттестации (калибровки) датчиков и УСД;
    • программа подготовки формуляра технического заключения (отчета по результатам испытаний) с возможностью трансляции формуляра технического заключения в стандартную офисную программу Word;
    • габаритные размеры УСД-24........................................……………………260х180х60.

    Схема связей компонентов системы «АСД-ТУРБИНА» с объектом диагностики представлена ниже на рисунке.


    ДП - датчики перемещения; ДД - датчики давления; ДО - датчик оборотов; ДМ - датчик мощности;
    УСД - микропроцессорное Устройство Сбора Данных; ЛС – линия связи;
    САРЗ – объект диагностики (Система Автоматического Регулирования и Защиты Паровых Турбин).
    ОЭР – оптоэлектронная развязка для испытания защиты сбросом паровой нагрузки.



       ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА «Центровка»
             Экспертная система (ЭС) «Центровка» предназначена для нахождения оптимального варианта центровки турбоагрегата, позволяющего произвести одновременно центровку роторов и проточной части с минимальной трудоемкостью и длительностью.
             В настоящее время при центровках роторов турбины выбор варианта пространственного расположения роторов производится технологом на основании просчета одного или нескольких вариантов центровки. При этом вероятность нахождения оптимального варианта, позволяющего произвести одновременно центровку роторов и проточной части с минимальными затратами, невелика.
             Практически невозможно обеспечить требуемую центровку всех роторов и минимальные остаточные смещения во всех масляных и паровых расточках (из-за большого количества взаимозависимых параметров).

    Поэтому был разработан алгоритм и вычислительные процедуры, обеспечивающие учет этих параметров самосогласованным и оптимальным образом.

    Экспертная система "Центровка", входящая в состав системы «АСД-Турбина» работает под управлением ОС Windows 98, XP, 2000, NT. Она создана в среде Delphi и работает на всех типах персональных компьютеров, на которых установлен Windows.

    Основные функции ЭС "Центровка":

    • ввод исходных данных и проверка правильности ввода;
    • аналитико-графическое моделирование ситуации перед центровкой и поиск оптимальных вариантов центровки ТА по критериям оптимальности;
    • уточнение варианта центровки в диалоге с пользователем (имитационное моделирование центровки).

    Целью аналитического моделирования является отыскание оптимального варианта центровочных работ, который обеспечит минимальную трудоемкость и длительность, как центровки роторов, так и проточной части турбины. Параметры, по которым производится отбор вариантов центровки (критерии оптимальности) индивидуальны для каждого типа ТА. Они формализуют все основные требования по центровке:

    • допуски на возможную остаточную несоосность;
    • индивидуальные особенности происходящих изменений при разогреве;
    • необходимость обеспечения возможности выкатывания уплотнений без удаления роторов и т.д.

    Особенностью применяемого алгоритма является отсутствие пространственной базы центровки, а точнее, за "базу" принята минимальная трудоемкость работ, обеспечивающая требуемую центровку. При этом учитываются конструктивные особенности ТА допустимые остаточные несоосности, относительные трудоемкости отдельных работ и реальное состояние центрируемого ТА.

    Экспертная система «Центровка» позволяет выполнить следующий перечень операций:

    • просчитать множество вариантов центровок роторов с одновременным анализом остаточных смещений в контрольных расточках;
    • отобрать варианты центровки по критериям оптимальности, в которых формализован весь предыдущий опыт и знания экспертов по данной проблеме (критерии оптимальности могут уточняться и корректироваться в процессе работы);
    • провести дополнительный поиск варианта центровки под управлением пользователя (система позволяет, задав любые 2 параметра, например, остаточные смещения в 2 приоритетных расточках, получить соответствующий вариант центровки и проанализировать его). При этом система производит сравнительный анализ и допуск контроль с графическим и цветовым представлением центровочных параметров (зеленый цвет: соответствующий параметр вошел в допуск, желтый: допустим, но выше нормы, красный: параметр превышает максимально допустимую величину);
    • провести анализ и выбрать такой вариант центровки, который обладает минимальной трудоемкостью, как по центровке роторов, так и по центровке проточной части ТА;
    • распечатать или сохранить в архиве и в информационной базе знаний все изменения, которые происходят при центровках и балансировках турбоагрегата. В дальнейшем эти данные могут быть использованы при диагностике ТА, например, для сравнительного анализа центровочных и балансировочных ситуаций (для учета влияний - "статика - динамика");
    • провести анализ вариантов центровки с выводом на экран условной линии валопровода с отображением взаимного положения роторов со всеми радиальными и торцевыми смещениями и взаимное положение осей роторов и контрольных расточек, ожидаемое после проведения работ по перемещению подшипников;
    • автоматическое сравнение (по запросу пользователя) выбранного им варианта центровки с максимальными допустимыми перемещениями подшипников и допустимыми остаточными несоосностями в контрольных расточках для данного типа турбоагрегата;
    • провести диагностику центровочных ситуаций - допуск контроль параметров центровки и проверить возможность выкатывания уплотнений масляных расточек без "оживления" роторов (графическое представление относительных зазоров и сравнительный анализ данных базы фактов ЭС и информации о центровочной ситуации).
    • оценить "качество" выбираемого варианта центровки роторов с помощью учета уклонов, получаемых при каждом варианте расчета.

    Адрес и телефон для справок:
    344090, Ростов-на-Дону, пр. Стачки 200/1, к.315 ЮФУ, НИИ механики и прикладной математики
    Технические консультации по <АСД-Турбина>
    bel@math.rsu.ru
    тел. 8(863) 297-52-43 доб.113, сот. 8-918-550-67-87 - Беликов Николай Вячеславович;
    Консультации по ЭС "Центровка" и "Балансировка": Сапотницкий Александр Яковлевич
    sap@math.rsu.ru
    и по телефону +7(863)2227753