Исследование систем диагностики и мониторинга вибрационного состояния главных циркуляционных насосов (ГЦН) с погружным электродвигателем

Содержание

Введение

Глава 1. Технико-технологическое обеспечение мониторинга вибрации ГЦН

1.1. Анализ схем размещения датчиков и каналов передачи данных в системах контроля ГЦН

1.2. Специфика диагностики подшипниковых узлов, работающих в среде теплоносителя

Глава 2. Математическое и алгоритмическое сопровождение диагностических систем

2.1. Применение спектрального анализа для выявления дефектов вращающегося оборудования

2.2. Интеграция систем вибромониторинга в АСУ ТП энергоблока и ведение архивов диагностических параметров

Глава 3. Практические аспекты совершенствования вибрационного контроля

3.1. Разработка регламента мониторинга вибрационных характеристик в различных режимах работы агрегата

3.2. Анализ экономической и технической эффективности внедрения систем прогнозной аналитики вибрационного состояния

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Исследование систем диагностики и мониторинга вибрационного состояния главных циркуляционных насосов (ГЦН) с погружным электродвигателем

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования обусловлена ключевой ролью главных циркуляционных насосов с погружным электродвигателем в обеспечении безопасной и эффективной работы энергоблоков атомных электрических станций России. ГЦН обеспечивают принудительную циркуляцию теплоносителя через активную зону реактора, что определяет надежность теплоотвода и устойчивость энергетических процессов. Согласно данным эксплуатации АЭС ПАО «Концерн Росэнергоатом», вибрационные характеристики ГЦН являются одним из основных диагностических параметров, позволяющих выявлять зарождающиеся дефекты на ранних стадиях развития. Современные системы мониторинга вибрационного состояния позволяют перейти от планово-предупредительной стратегии технического обслуживания к обслуживанию по фактическому состоянию, что снижает риски незапланированных остановов и повышает коэффициент использования установленной мощности энергоблока.

Степень разработанности проблемы в российской технической науке характеризуется наличием фундаментальных исследований специалистов НИУ «МЭИ», АО «ВНИИАЭС», ФГУП «Атомэнергопроект», посвященных диагностике вращающегося оборудования АЭС. Разработаны методики спектрального анализа вибрации, нормативные требования к допустимым уровням виброскорости и виброускорения для оборудования первого контура. Вместе с тем, специфика эксплуатации подшипниковых узлов в среде высокотемпературного теплоносителя требует совершенствования алгоритмов диагностики и интеграции систем вибромониторинга в автоматизированные системы управления технологическими процессами энергоблока.

Целью настоящей курсовой работы является комплексное исследование технических решений и алгоритмического обеспечения систем диагностики и мониторинга вибрационного состояния главных циркуляционных насосов с погружным электродвигателем.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

• провести анализ технико-технологических решений по размещению датчиков вибрации и организации каналов передачи данных в системах контроля ГЦН;
• исследовать специфику диагностики подшипниковых узлов, работающих в среде теплоносителя первого контура;
• изучить методы спектрального анализа для выявления характерных дефектов вращающегося оборудования;
• проанализировать принципы интеграции систем вибромониторинга в АСУ ТП энергоблока и ведения архивов диагностических параметров;
• разработать регламент мониторинга вибрационных характеристик в различных режимах работы агрегата и оценить эффективность внедрения систем прогнозной аналитики.

Объектом исследования выступают системы диагностики и мониторинга вибрационного состояния главных циркуляционных насосов с погружным электродвигателем энергоблоков АЭС.

Предметом исследования являются технические решения, методы и алгоритмы контроля вибрационных параметров ГЦН в условиях эксплуатации на атомных электрических станциях.

Методологическая база работы включает теоретические основы технической диагностики вращающегося оборудования, методы спектрального и статистического анализа вибрационных сигналов, нормативно-техническую базу эксплуатации оборудования АЭС (ПТЭ электрических станций и сетей РФ, утв. Приказом Минэнерго № 229, ГОСТ Р ИСО 10816-3-2002, НП-001-15 Ростехнадзора).

Научная новизна исследования заключается в систематизации современных подходов к построению систем вибрационной диагностики ГЦН с учетом специфики работы подшипниковых узлов в среде теплоносителя и обосновании регламента мониторинга на различных режимах работы энергоблока.

Теоретическая значимость работы состоит в обобщении методов спектрального анализа вибрационных характеристик и принципов интеграции диагностических систем в автоматизированные системы управления технологическими процессами. Практическая значимость определяется разработкой конкретного регламента вибромониторинга и оценкой технико-экономической эффективности внедрения систем прогнозной аналитики вибрационного состояния ГЦН.

Структура курсовой работы включает введение, три главы основной части, заключение и список использованной литературы. В первой главе рассматривается технико-технологическое обеспечение мониторинга вибрации ГЦН. Во второй главе исследуется математическое и алгоритмическое сопровождение диагностических систем. Третья глава посвящена практическим аспектам совершенствования вибрационного контроля.

ГЛАВА 1. ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МОНИТОРИНГА ВИБРАЦИИ ГЦН

1.1. Анализ схем размещения датчиков и каналов передачи данных в системах контроля ГЦН

Система мониторинга вибрационного состояния главных циркуляционных насосов представляет собой комплекс технических средств, обеспечивающих непрерывное или периодическое измерение параметров механических колебаний корпуса агрегата, подшипниковых опор и ротора электродвигателя. Исторически первые системы вибрационного контроля на атомных электрических станциях России были внедрены на энергоблоках с реакторами ВВЭР-440 и базировались на аналоговых измерительных преобразователях с локальной индикацией. Развитие микропроцессорных технологий и цифровых систем сбора данных позволило перейти к многоканальным системам непрерывного мониторинга с централизованной обработкой информации в составе автоматизированных систем управления технологическими процессами.

Согласно Правилам технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации, утвержденным Приказом Минэнерго России № 229, оборудование первого контура АЭС подлежит обязательному оснащению средствами контроля вибрации для обеспечения безопасной эксплуатации [1, c. 45]. Нормативный документ НП-001-15 Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору устанавливает требования к системам безопасности атомных станций, включая технические средства диагностики критического оборудования.

Основным принципом размещения датчиков вибрац

…