allgosts.ru17. МЕТРОЛОГИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ17.160. Вибрации, измерения удара и вибрации

ГОСТ Р ИСО 18129-2016 Контроль состояния и диагностика машин. Подходы к контролю состояния машин по показателям их производительности

Обозначение:
ГОСТ Р ИСО 18129-2016
Наименование:
Контроль состояния и диагностика машин. Подходы к контролю состояния машин по показателям их производительности
Статус:
Действует
Дата введения:
12.01.2017
Дата отмены:
-
Заменен на:
-
Код ОКС:
17.160

Текст ГОСТ Р ИСО 18129-2016 Контроль состояния и диагностика машин. Подходы к контролю состояния машин по показателям их производительности

>

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ


ГОСТР

ИСО 18129—

2016


НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Контроль состояния и диагностика машин

ПОДХОДЫ К КОНТРОЛЮ СОСТОЯНИЯ МАШИН ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ ИХ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

(ISO 18129:2015, Condition monitoring and diagnostics of machines — Approaches for performance diagnosis, IDT)

Издание официальное

Москва Стандартинформ 2016


Предисловие

  • 1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (АО «НИЦ КД») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

  • 2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК183 «Вибрация, удар и контроль технического состояния»

  • 3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 ноября 2016 г. № 1771 -ст

  • 4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИС018129:2015 «Контроль состояния и диагностика машин. Подходы к диагностированию по показателям производительности» (ISO 18129:2015 «Condition monitoring and diagnostics of machines — Approaches for performance diagnosis», IDT).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5—2012 (пункт 3.5)

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

  • 5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ, 2016

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Содержание

  • 1 Область применения

  • 2 Нормативные ссылки

  • 3 Термины иопределения

  • 4 Виды контроля рабочих характеристик

  • 5 Руководство по установке системы контроля рабочих характеристик

  • 6 Методы и требования к проведению контроля рабочих характеристик оборудования

  • 7 Интерпретация данных и критерии оценки

Приложение А (рекомендуемое) Входные параметры для описания условий работы оборудования . . 9

Приложение В (рекомендуемое) Контролируемые параметры для контроля оборудования по рабочим характеристикам

Приложение С (справочное) Пример контроля рабочих характеристик насоса

Приложение D (справочное) Пример оптимизации радиального зазора в газовой турбине

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам

Библиография

Введение

Владельцам машин и работникам, занятым их обслуживанием, see в большей степени приходится считаться с требованиями энергосбережения, снижения выбросов, операционной гибкости и максимальной производительности, т. е. строить стратегии управления производством на основе реальных рабочих характеристик применяемых машин.

Машины, машинные агрегаты и комплексы выполняют свои функции через процессы преобразования или передачи поступающей энергии. Показателями эффективности этих процессов являются рабочие характеристики машины. Высокие значения показателей указывают на эффективное выполнение процессов и низкие потери. Но в некоторых случаях контроль показателей работы машины не так прост, особенно в том случае, если ее функционирование связано с термодинамическими циклами.

В последнее время контроль рабочих характеристик машин занимает все большее место в программах повышения эффективности производств. С их помощью получают информацию (наблюдаемые и ожидаемые значения контролируемых параметров), отражающую текущее состояние оборудования. Правильное применение такой информации позволяет избежать неоптимальных рабочих ситуаций, процессов деградации оборудования и обеспечивает возможность своевременного обнаружения зарождающихся повреждений (например, процессов эрозии или коррозии).

Контроль рабочих характеристик часто используют как дополнительный элемент в программах контроля состояния машин.

Целью контроля рабочих характеристик являются:

  • - повышение качества переработки энергии за счет обеспечения оптимальных условий работы машины;

  • - снижение выбросов в окружающую среду;

  • - количественное описание степени износа оборудования;

  • - обнаружение неисправного измерительного инструмента;

  • - обнаружение неисправного оборудования;

  • - повышение операционной готовности машин;

  • - повышение эффективности применяемых машин (за счет энергосбережения и уменьшения потерь на выбросы);

  • - улучшение информационного обмена между производственными службами через точное определение и контроль значимых показателей.

Результаты контроля рабочих характеристик могут быть использованы:

  • - операторами машин для выбора оптимальных режимов работы;

  • - службой технического сервиса при определении стратегии ремонта и замены оборудования.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Контроль состояния и диагностика машин

ПОДХОДЫ К КОНТРОЛЮ СОСТОЯНИЯ МАШИН ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ ИХ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

Condition monitoring and diagnostics of machines. Approaches to condition monitoring of machines for performance diagnosis

Дата введения — 2017—12—01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает общие принципы применения контроля рабочих характеристик машин, машинных агрегатов и комплексов (далее — оборудование) в течение всего срока их эксплуатации. В качестве рабочих характеристик рассматриваются те, которые определяют показатели производительности (эффективности работы) оборудования.

Настоящий стандарт:

  • - вводит терминологию в области контроля рабочих характеристик оборудования;

  • - определяет виды контроля и их сравнительные достоинства;

  • - предоставляет руководство по организации систем контроля;

  • - приводит общее описание методов контроля рабочих характеристик оборудования и требований к его проведению;

  • - предоставляет общие сведения о методах интерпретации данных, критериях оценки и представлению результатов контроля.

Настоящий стандарт устанавливает методы испытаний систем контроля рабочих характеристик оборудования с целью оценки точности системы и применяемых в ней процедур (включая предоставление данных для сопоставительного анализа рабочих характеристик оборудования).

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ISO 13372, Condition monitoring and diagnostics of machines — Vocabulary (Контроль состояния и диагностика машин. Словарь)

ISO 13379-1, Condition monitoring and diagnostics of machines — Data interpretation and diagnostics techniques — Part 1: General guidelines (Контроль состояния и диагностика машин. Методы интерпретации данных и диагностирования. Часть 1. Общее руководство)

ISO 17359, Condition monitoring and diagnostics of machines — General guidelines (Контроль состояния и диагностика машин. Общее руководство)

3 Термины иопределения

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 13372, ИСО 13379-1 и ИСО 17359, а также следующие термины с соответствующими определениями.

  • 3.1 рабочие характеристики (машины) (performance): Полученные 8 результате измерений или расчетов один или несколько параметров, таких как мощность, расход, скорость или производитель-

Издание официальное ность, которые по отдельности или в совокупности характеризуют динамику, свойства и эффективность процессов, происходящих в работающей машине.

[ИСО13372:2012, статья 2.3]

Примечание1 — Рабочие характеристики определяют процессы (по большей части термодинамические) преобразования машиной поступающей энергии.

Примечание2 — Согласно ИСО 13372 машины, машинные агрегаты и комплексы объединяют термином «оборудование».

  • 3.2 термодинамический процесс (thermodynamic process): Процесс преобразования энергии, в котором основной формой энергии является теплота.

  • 3.3 установившийся режим (steady state): Режим работы машины, при котором описывающие его параметры не изменяются или изменяются незначительно со временем.

Примечание — Процесс рассматривают как установившийся, когда описывающие его параметры приходят к установившемуся значению.

  • 3.4 контролируемый параметр (descriptor; feature): Информационный элемент, совпадающий с каким-либо параметром или получаемый в результате преобразований параметров или формируемый по наблюдениям за системой.

[ИСО 13372:2012, статья 6.2]

  • 3.5 наблюдаемое значение (контролируемого параметра) (measured descriptor): Значение контролируемого параметра, полученное непосредственно изданных (сигнала) от контролируемого оборудования или в результате преобразования этих данных и отражающее текущее состояние оборудования.

  • 3.6 ожидаемое значение (контролируемого параметра) (measured descriptor): Значение контролируемого параметра, соответствующее наблюдаемому значению, ко полученное из модели, предсказывающей ожидаемые рабочие характеристики оборудования.

  • 3.7 показатель эффективности (performance factor): Отношение наблюдаемого значения рабочей характеристики к ее ожидаемому значению.

Примечание 1 — Данную величину обычно выражают в процентах.

Примечание 2 — Полученное значение показателя эффективности выше 100 % свидетельствует о том, что результат работы оборудования лучше планируемого, меньше 100 % — о том, что имеет место снижение качества его работы.

4 Виды контроля рабочих характеристик

  • 4.1 Основные концепции

Контроль рабочих характеристик обычно включает в себя сравнение наблюдаемых и ожидаемых значений контролируемых параметров, описывающих работу машины (таких как мощность, подача, производительность). Оценка качества работы машины по контролируемым параметрам требует, чтобы наблюдаемое и ожидаемое значения были получены для одних и тех же условий работы оборудования (скорости, нагрузки, температуры и др.). С этой целью вводят понятие нормальных условий работы оборудования. При этом возможны две разные концепции контроля:

  • a) в реальных условиях измерений. В этом случае условия работы оборудования, при которых были выполнены измерения, рассматривают как нормальные, а ожидаемые значения преобразуют в соответствующие этим условиям. Применение данной концепции предпочтительно, если, например, необходимо получить информацию о реальных потерях вследствие ухудшения качества работы оборудования в конкретных условиях;

  • b) в нормальных условиях. В этом случае наблюдаемые значения, полученные в реальных условиях работы оборудования, преобразуют в соответствующие нормальным условиям. Применение данной концепции предпочтительно при построении трендов, чтобы очистить изменения контролируемого параметра от влияния рабочих условий.

Примечание — Рекомендации по приведению к нормальным условиям содержатся в соответствующих стандартах на приемочные испытания (см. библиографию к ИС0 17359).

  • 4.2 Контроль рабочих характеристик в реальном масштабе времени

Основой контроля рабочих характеристик в реальном масштабе времени является модель процесса, происходящего в машине (например, цикл Ренкина-Клаузиса или цикл Брайтона/Джоуля).

Результаты расчета по модели процесса дают ожидаемые значения контролируемого параметра и соответствуют нормальному состоянию оборудования в данных условиях его работы (т. е. без учета ухудшения качества его работы вследствие износа, внутренних отложений или неисправностей). В данном случае рабочие условия характеризуются небольшим числом входных параметров модели, получаемых из измерений (условий окружающей среды, показателей топлива, скорости, нагрузки и т. п.).

Сравнение наблюдаемых и ожидаемых значений позволяет контролировать и анализировать работу узлов оборудования и возможных отклонений в рабочих характеристиках.

  • 4.3 Контроль рабочих характеристик не в реальном масштабе времени

Данный способ контроля основан на тех же или схожих моделях, что применяют при контроле в реальном масштабе времени, но позволяет учитывать вариацию входных параметров или характеристик модели. Это расширяет сценарии расчета и позволяет объяснить полученные в ходе контроля в реальном масштабе времени отклонения между наблюдаемыми и ожидаемыми значениями.

  • 4.4 Контроль рабочих характеристик в реальном масштабе времени с процедурой проверки данных

Чтобы улучшить качество данных, используемых в ходе контроля, рекомендуется проверять их в соответствии с рекомендациями (1). Процедура согласования данных, изложенная в (1), позволяет исключить ненадежные результаты измерений и в конечном счете повысить точность контроля.

Надежность расчетов с использованием модели процесса зависит от точности измерений контролируемых параметров и может быть повышена за счет избыточных (физически связанных) данных.

Применяемая в методе согласования данных замкнутая система уравнений баланса энергии и массы позволяет рассчитать значения дополнительных параметров (которые не измеряются и не могут быть измерены), таких как свойства поверхности нагрева.

5 Руководство по установке системы контроля рабочих характеристик

  • 5.1 Предварительные условия

Исходным условием для внедрения системы контроля рабочих характеристик оборудования является соответствие контролируемого оборудования его функциональному назначению.

Примечание — Контроль рабочих характеристик не может рассматриваться в качестве средства устранения ошибок в работе машины, обусловленных ее неправильной конструкцией.

Перед созданием системы контроля рекомендуется проверить выполнение следующих требований:

  • - условия работы (мощность, температура, давление, подача и пр.) для машин, которые должны стать объектом контроля, соответствуют установленным изготовителем;

  • - если машина работает в условиях частичной нагрузки или перегрузки, то эти условия должны входить в число нетипичных режимов, допускаемых изготовителем.

Примечание — высокая производительность машины может сопровождаться невысокой производительностью комплекса, в состав которого она входит. Например в том случае, если машина все время работает с неполной нагрузкой.

  • 5.2 Планирование

Начальная стадия внедрения системы контроля рабочих характеристик оборудования включает в себя следующие шаги:

  • - анализ работы машин и определение контролируемых рабочих характеристик (для которых впоследствии будут получены наблюдаемые и ожидаемые значения);

  • - выбор входных параметров (см. приложение А);

  • - определение рабочих режимов, в которых будут проводиться измерения контролируемых параметров;

  • - настройка модели процесса под конкретное контролируемое оборудование;

  • - проверка правильности функционирования системы контроля.

  • 5.3 Анализ работы оборудования и определение контролируемых параметров

Целью анализа работы оборудования является выбор контролируемых параметров, характеризующих качество работы машины и ее узлов. При проведении анализа следует:

  • - определить функции, выполняемые оборудованием;

  • - определить, какие характеристики оборудования наиболее полно отражают качество выполнения этих функций;

  • - сопоставить функциональные возможности оборудования с поставленными задачами и определить способность оборудования выполнить эти задачи;

• определить номинальные рабочие параметры оборудования;

  • - рассмотреть процедуры и ограничения, влияющие на функционирование оборудования;

  • - определить параметры, характеризующие качество работы оборудования (см. приложение В);

  • - разбить оборудование на основные элементы, представительные с точки зрения основных функций, выполняемых оборудованием;

  • - рассмотретьвзаимодействие выделенных элементов оборудования.

Результатом проведенного анализа должен стать перечень контролируемых параметров, значения которых необходимо будет получать в процессе измерений, а также на выходе модели рабочих процессов оборудования.

  • 5.4 Определение рабочих режимов для контроля

    • 5.4.1 Общие положения

Контроль рабочих характеристик рекомендуется проводить в стандартных режимах работы оборудования, которые обладают следующими свойствами:

  • - режим должен быть установившимся;

  • - оборудование работает с нагрузкой (мощностью) выше установленного минимума;

  • - основные рабочие параметры (скорость, расположение клапанов, перетекающий поток и т. п.) находятся в заданных пределах.

Результатом данного этапа анализа должен стать перечень рабочих режимов для контроля с их подробным описанием.

  • 5.4.2 Установившийся режим

Используемые для контроля рабочих характеристик модели основаны на допущениях в отношении рабочих режимов машины. Обычно в целях контроля используют установившиеся режимы, когда контролируемые параметры стабилизировались на своих уровнях.

Для надежного определения, является ли текущее состояние установившимся, рекомендуется следующая последовательность шагов (см. рисунок 1):

r'VUnnfl л

ш.п/Ш jbLi

и jWf

J [) |Г) п

||г

х — значение сигнала; t — текущее время; tb — длина перемещающегося временного окна; х — среднее значение х на интервале tb, d — допустимое отклонение хот х (в положительном и отрицательном направлении) на интервале tb

Рисунок 1 — Оценка стационарности условий для сигнала х

  • - выбирают контролируемые параметры, пригодные для описания режима работы машины и доступные для измерений;

  • - определяют допустимый диапазон колебаний 2d значений параметра в установившемся режиме;

  • - определяют временное окно достаточной длины tb, чтобы состояние машины приусловии нахождения контролируемого параметра в пределах диапазона 2d на всей длине окна можно было считать установившимся;

  • - рассчитывают среднее значение х контролируемого параметра х на интервале временного окна, т. е. от текущего значения времени (до ((- (ь);

  • - проверяют, во все ли моменты времени на данном интервале значения контролируемого параметра находились в диапазоне от ~x-d до x + d. Если ответ положителен, то режим к моменту времени t считают установившимся.

Диапазон колебаний 2d и длину временного окна tb выбирают исходя из требований применяемой модели и особенностей контролируемого оборудования.

Пример — В паровой турбине установившееся состояние определяют по получаемой мощности и расходу свежего пара. Для установившегося состояния типичными считают колебания в пределах диапазона 2d, равного 5 % контролируемого параметра, на интервале lbJ равном 10 мин.

  • 5.4.3 Номинальный режим

Номинальным считают тот режим работы оборудования, для которого оно спроектировано. Обычно номинальный режим — это режим полной нагрузки.

Во время приемочных испытаний оборудование работает в номинальном режиме.

  • 5.4.4 Режим частичной нагрузки

Следует определить все режимы, когда оборудование работает не с полной нагрузкой. Если полученные значения контролируемых параметров существенно отличаются от полученных как в номинальном режиме, так и в известных режимах частичной нагрузки, то следует рассмотреть возможность отнесения нового режима к существующему перечню режимов частичной нагрузки и соответствующим образом описать его.

Модель должна давать ожидаемые значения контролируемых параметров для всех описанных режимов частичной нагрузки.

  • 5.5 Настройка модели

Модель оборудования составляют из моделей его элементов. Типичными элементами являются:

  • - газовые турбины;

  • - паровые турбины;

  • - генераторы;

  • - двигатели;

  • - теплообменники;

  • - парогенераторы;

  • - конденсаторы;

  • - насосы;

  • • трубопроводы;

■ трубопроводная арматура.

Рабочие характеристики для каждого элемента оборудования рассчитывают по входным сигналам (результатам измерений). Модель при этом может иметь вид:

  • - явной зависимости рабочей характеристики от входных сигналов;

  • - системы уравнений, требующей решения;

  • - набора характеристических кривых, описывающих происходящий в данном элементе оборудования процесс.

Для настроенной модели отклонение ожидаемого значения от наблюдаемого не должно превосходить заявленной погрешности модели. Это достигается подбором параметров в уравнениях модели или подгонкой характеристических кривых. Настройку модели осуществляют для всех рабочих режимов, в которых предполагается осуществлять контроль.

  • 5.6 Проверка системы контроля рабочих характеристик

Проверка системы контроля включает в себя проверки:

  • - наличия модели для каждого элемента оборудования;

  • - включения всех моделей элементов в общую модель оборудования;

  • - наличия входных параметров для моделей;

  • • наличия выходных параметров модели для данного оборудования;

  • - правильности расчета условий установившегося режима;

  • - достоверности результатов измерений;

  • - правильности работы модели на тестовых входных данных (тестовые входные данные должны быть определены, как минимум, для всех номинальных режимов работы оборудования);

  • - наличия записей настройки модели и ее испытаний для всех заданных режимов частичной нагрузки;

• правильности определения периодичности контроля;

  • - способности системы контроля определять действительное состояние оборудования (номинальный режим, режим частичной нагрузки) и сопровождать это соответствующей информацией;

  • - полноты и доступности документации, связанной с работой системы контроля.

6 Методы и требования к проведению контроля рабочих характеристик оборудования

  • 6.1 Методология

Контроль рабочих характеристик оборудования можно осуществлять непрерывно либо периодически (например, один раз в неделю). Входными данными для контроля, получаемыми по результатам измерений, обычно служат стандартные рабочие параметры (условия окружающей среды, показатели топлива, скорость, нагрузка и т. п.). Контроль желательно проводить 8 установившемся режиме работы оборудования по данным, усредненным на заданном интервале времени, что позволит уменьшить влияние шумовой составляющей.

Наблюдаемые значения контролируемых параметров, получаемые в ходе измерений, сравнивают с ожидаемыми значениями, получаемыми с помощью модели. Обнаруженное расхождение между этими значениями свидетельствует об отклонении в работе оборудования и является отправной точкой для анализа причин этого отклонения.

Точность сравнения наблюдаемых и ожидаемых значений зависит от качества измерений и качества модели. Для получения надежных результатов на выходе модели та должна быть настроена на реальные данные для конкретного контролируемого оборудования (см. 5.5.).

  • 6.2 Проверка достоверности

Прежде чем входные данные будут введены в модель, рекомендуется выполнить контроль их достоверности. Такой контроль заключается в проверке, попали ли значения входных данных в предварительно установленный для них интервал. Если данные выходят за пределы интервала, то их не используют в расчетах. Вместо них могут быть использованы параметры, заданные, например, «по умолчанию» (если эти параметры важны для описания происходящих в машине процессов).

  • 6.3 Межконтрольный интервал и усреднение по времени

Межконтрольный интервал определяет, с какой частотой выполнен расчет рабочих характеристик оборудования. Рассматриваемый метод контроля не используют в целях оперативного реагирования на критические изменения в состоянии оборудования, поэтому запрос входных данных достаточно вести с интервалом от 1 до 15 мин и более при условии сохранения на нем заданного установившегося режима. На каждом таком интервале входные данные, получаемые в результате измерений системой контроля, подлежат усреднению по времени.

  • 6.4 Применение входных и расчетных параметров

Последовательность шагов, составляющих процедуру контроля рабочих характеристик оборудования, схематически изображена на рисунке 2.

Входные параметры получают в результате непосредственных измерений на контролируемом оборудовании с заданной периодичностью. После чего их подвергают предварительной обработке, включающей в себя:

  • - проверкудостоверностиданных;

  • - определение установившегося режима работы оборудования;

  • - оценку, работает ли оборудование в одном из заданных режимов (включая режимы неполной нагрузки).

После предварительной обработки (при условии работы оборудования в заданном режиме) входные данные подвергают преобразованию двумя способами (две ветви на схеме рисунка 2):

  • a) непосредственно из входных параметров простыми преобразованиями (при необходимости) получают наблюдаемые значения контролируемых параметров (см. 5.3);

  • b) с помощью модели рассчитывают ожидаемые значения для сравнения с параметрами, полученными согласно перечислению а).

Рисунок 2 — Схема выполнения расчетов в процедуре контроля по рабочим характеристикам

Примечание — Для расчета ожидаемых значений используют не все входные параметры, а только те. которые характеризуют условия работы машины, такие как мощность или нагрузка, параметры окружающей среды, коэффициент полезного действия (КПД).

Наблюдаемые и ожидаемые значения контролируемых параметров при необходимости приводят к нормальным рабочим условиям. Как вариант, допускается вносить корректировку на реальные рабочие условия после расчета показателя эффективности.

Заключительный шаг представляет собой сравнение наблюдаемых и ожидаемых значений. Для этого рекомендуется использовать показатель эффективности, например в виде отношения между действительной и ожидаемой производительностью оборудования.

  • 6.5 Проверка данных

Для того чтобы повысить качество данных и исключить недостоверные результаты измерений, рекомендуется выполнять проверку данных в соответствии с рекомендациями (1).

Основой проверки служат процедуры согласования данных. Эти процедуры в значительной степени зависят от возможности проводить избыточные измерения с помощью дополнительных датчиков, снимающих коррелированные сигналы, а также от точности считываемых показаний. В случае уже установленной системы контроля оборудования проверку данных проводят с использованием существующих датчиков, т. е. без дополнительных датчиков для повышения избыточности информации.

Примечание 1 — Сравнение данных, полученных непосредственно в результате измерений, с данными, полученными после их «очистки», дает информацию о качестве измерений, особенно важную в том случае, когда один или несколько датчиков повреждены.

Примечание2 — В случае надлежащего качества измерений значительное расхождение в исходных и «очищенных» данных заставляет предположить отклонения в рабочем процессе внутри оборудования, например наличие утечки жидкости или неправильную работу клапанов.

7 Интерпретация данных и критерии оценки

Для процедуры интерпретации данных в рамках контроля по рабочим характеристикам необходимо знать условия работы машины и преобразования полученных данных к нормальным условиям работы (см. 4.1).

В общем случае при выполнении указанной процедуры осуществляют движение от общего (всего оборудования 8 целом) кчастному (отдельным его элементам). Ухудшение качества работы оборудования (снижение показателей, описывающих это качество) свидетельствует о неправильной работе или деградации состояния одного или нескольких элементов. В этом случае детальный анализ (сравнение наблюдаемого и ожидаемого значений) должен быть выполнен для каждого из элементов.

Примечание — Полезным может быть составление перечня, в котором расхождениям между наблюдаемыми и ожидаемыми значениями поставлены в соответствие количественные значения потерь мощности и эффективности. Данный перечень (его часто называют «перечень контролируемых потерь») целесообразно разбить на разделы по каждому из основных элементов оборудования.

Выбор нормальных условий позволяет провести следующий анализ:

  • a) если за нормальные приняты реальные условия работы оборудования:

  • - определить имеющиеся резервы в текущих условиях работы оборудования,

  • - оценить, позволяют ли рабочие характеристики оборудования выполнять возложенные на него функции,

  • - определить элементы, ухудшающие работу оборудования;

  • b) если за нормальные приняты заданные условия работы оборудования:

  • - оценить тренд измеряемых контролируемых параметров для оценки процессов ухудшения качества работы,

  • - выявить внезапные изменения в рабочих процессах оборудования,

  • - обнаружить причины отклонений рабочих характеристик.

В приложении С приведен пример контроля рабочих характеристик насоса, в котором за нормальные приняты реальные условия работы машины.

В приложении D приведен пример оптимизации радиального зазора 8 газовой турбине, 8 котором метод интерпретации данных основан на принятии заданных условий работы в качестве нормальных.

Приложение А (рекомендуемое)

Входные параметры для описания условий работы оборудования

Входной параметр

Температура воздуха

Элемент оборудования

Машина в целом

общего назначения

Газовая турбина

Паровая турбина

Теплообменник

Парогенератор

Конденсатор

Задвижка/ Клапан

Трубопровод

Генератор

Двигатель

Насос

Давление воздуха

Влажность воздуха

Температура охладителя

Температура рабочей среды

Входное давление

Выходное давление

Частота вращения

Нагрузка

Коэффициент полезного действия

Массовый расход

Температура на входе

Приложение В (рекомендуемое)

Контролируемые параметры для контроля оборудования по рабочим характеристикам

Контролируемый параметр

Полная мощность

Элемент оборудования

Машина в целом

общего назначения

Газовая турбина

Паровая турбина ф

Теплообменник

Парогенератор

Конденсатор

Задвиж-ка/Кла-пан

Трубопровод

Генератор

Двигатель

Насос

Полезная мощность

КПД брутто

ф

КПД нетто

Изоэнтропиче ский КПД

Предельная разность температур

Приложение С (справочное)

Пример контроля рабочих характеристик насоса

Целью контроля рабочих характеристик насоса является оценка качества его работы. Для этого в качестве контролируемых параметров используют напор, КПД и допускаемый кавитационный запас.

Наблюдаемые значения контролируемых параметров сравнивают с их ожидаемыми значениями, рассчитанными из характеристических кривых насоса, которые, в свою очередь, получают в ходе приемочных испытаний.

Результаты контроля рабочих характеристик насоса показаны на рисунке С.1.

скорость вращения составляла 2680 мин-1. Соответствующие ей кривые на рисунке С.1 выделены более темным цветом. В ходе измерений были получены следующие значения параметров:

  • • напор Я: 1228 м;

  • • объемная подача 0:277 м3/ч;

  • • электрическая мощность Ре|: 1500 кВт;

- скорость вращения л • 2680 мин-1;

- КПД Т]"^^: 62%.

При этом значение КПД было рассчитано по формуле

Measured “ п


Ph=QHpg


Pei Ре!


(С-1)


где Ph — выходная гидравлическая мощность насоса, кВт;

Ре1 — входная электрическая мощность насоса, кВт;

Q — объемная подача насоса. м3/ч;

Н — напор, м;

р — плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3;

д — ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2.

Согласно приведенным на рисунке С. 1 характеристическим кривым ожидаемый КПД mee8ureo в данном примере при рабочей скорости вращения 2680 мин-1 будет составлять 70 %. Реальные условия измерений приняты за нормальные.

Для контроля состояния насоса по рабочим характеристикам целесообразно ввести показатель эффективности г)р,%, определяемый по формуле


(С.2)

8 рассматриваемом примере значение этого показателя будет равно 89 %.

Приложение D (справочное)

Пример оптимизации радиального зазора в газовой турбине

Для повышения эффективности и безопасности работы газовые турбины содержат устройство оптимизации радиального зазора. Это устройство позволяет поддерживать минимально допустимый зазор между лопатками турбины и ее корпусом после прогрева турбины в установившемся режиме ее работы. Рассматриваемый пример показывает, как искусственное отключение устройства влияет на рабочие характеристики турбины.

Рисунок D.1 показывает график изменения со временем полной электрической мощности парогазовой электростанции на интервале 4 ч. Контролируемый параметр приведен кнормальным условиям для исключения влияния изменяющихся характеристик окружающей среды. Преобразованный параметр допускает его сравнение с ожидаемым значением в нормальных условиях. При нормальной работе машины этот параметр должен оставаться приблизительно постоянным (горизонтальная линия на графике).

8 23:30 произошло снижение мощностис424.8до424 МВт. На интервалес23:30 до 00:00 расчет контролируемого параметра не осуществлялся, поскольку станция работала не в установившемся режиме. Анализ причин такого поведения контролируемого показателя показал, что снижение мощности явилось следствием ручного отключения устройства оптимизации радиального зазора.

Мощность. МВт

430-»

420-

410-

400 4--------------------1 i i-------------------1 i i I--------------------1

20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 00:00 00:30

Время. ч:мин

Рисунок D.1 — Полная электрическая мощность, преобразованная к нормальным условиям работы станции

Приложение ДА (справочное)

Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам

Таблица ДА.1

Обозначение ссылочного международного стандарта

Степень соответствия

Обозначение и наименование соответствующего национального стандарта

ISO 13372

IDT

ГОСТ Р ИСО13372—2013 «Контроль состояния и диагностика машин. Термины и определения»

ISO 13379-1

IDT

ГОСТ Р ИСО 13379-1—2015 «Контроль состояния и диагностика машин. Методы интерпретации данных и диагностирования. Часть 1. Общее руководство»

ISO 17359

IDT

ГОСТ Р ИС017359—2015 «Контроль состояния и диагностика машин. Общее руководство»

Примечание — В настоящей таблице использовано следующее условное обозначение степени соответствия стандартов:

- IDT — идентичные стандарты.

Библиография

(1)


VDI 2048-1 Uncertainties of measurement during acceptance tests on energy-conversion and power plants — Fundamentals

УДК 534.322.3.08:006.354 ОКС 17.160 Т34

Ключевые слова: машины, контроль состояния, показатели производительности, контролируемые параметры, рабочие характеристики

Редактор М.И. Мазилова Технический редактор В.Ю. Фотиева Корректор М.И. Першина Компьютерная верстка А.Н. Золотаревой

Сдановнабор 01.12.2016. Подписано в печать 29.12.2016. Формат 60 х 84Гарнитура Ариал Усл. леч. л. 2,32. Уч.-иэд. л. 2,10. Тираж 25 экз. Зак. 3336.

Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

Издано и отпечатано во , 123995 Москва, Гранатный пер.. 4. www.gostinfo.njinfo@gostinfo.nj