ВВЕДЕНИЕ 9
1 Общие сведения о проблемах повышения температуры основных узлов
гидроагрегата 10
1.1 Силы, возникающие в гидроагрегате 10
1.2 Температурные расширения на поверхностях элементов трения 10
1.3 Постановка задачи 11
1.4 Влияние геометрии основных узлов на тепловое и вибрационное
состояние гидроагрегата 11
1.5 Подпятник 12
1.5.1 Ступица подпятника 12
1.5.2 Трение втулки об уплотнение подпятника 13
1.6 Обзор дефектов связанных с повышением температуры узлов 15
1.6.1 Понижение уровня масла в ванне подпятника ниже поверхности
трения 15
1.6.2 Защемление сегментов в упорах и затруднение их
самоустанавливаемости 15
1.6.3 Частичное повреждение поверхности сегмента 16
1.6.4 Разрушение опорных тарелок и болтов подпятника 17
1.6.5 Нагрев уплотнения подпятника 18
1.6.6 Еенераторный и турбинный подшипник 18
1.6.7 Уплотнение генераторного подшипника 19
1.6.8 Ротор генератора 19
1.6.9 Контактные кольца щеточного аппарата 19
1.6.10 Прекращение подачи смазки 20
1.6.11 Механический дефект в подшипниках 20
1.7 Вывод 20
2 Выбор средств, измерения температуры вращающихся частей
гидроагрегата 21
2.1 Инфракрасное излучение предметов 21
2.2 Средства для измерения инфракрасного излучения предметов 21
2.3 Показатель визирования пирометра 22
2.4 Применяемые средства контроля и мониторинга температуры 23
2.4.1 Стационарная система теплового контроля 23
2.4.2 Температурный контроль подпятников 24
2.4.3 Переносная система теплового контроля 25
2.5 Решение проблемы измерения температуры вращающихся частей 26
2.6 Вывод 27
3 Моделирование работы датчиков и системы контроля температуры
вращающихся частей и зон нагрева 29
3.1 Пятно сканирования датчика 29
3.2 Расчет пятна сканирования на поверхности диска подпятника 31
3.3 Расположение датчиков для контроля вращающихся частей 35
3.3.1 Ротор гидроагрегата 35
3.3.2 Подпятник гидроагрегата 36
3.5 Описание программируемой системы 38
3.6 Алгоритм работы системы сбора данных 46
3.7 Методика диагностики причин повышения температуры 51
3.7.1 Применение алгоритма работы системы сбора данных по трем датчикам в подпятнике 51
3.8 Вывод 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 59
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Код программы 61
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Код программы 64
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Места установки ИК датчиков 66
Надежность эксплуатации гидроагрегатов гидроэлектрических станций определяется рядом факторов. Одним из таких факторов является характер и величина вибрации агрегата в целом и отдельных его узлов. Вибрация характеризует состояние агрегата после его пуска в эксплуатацию. По характеру и величине вибрации могут быть выявлены некоторые неисправности в агрегате такие как: ухудшение работы подшипников, постепенное развитие трещин в материале, быстрый износ уплотнений вала турбины, а также предаварийное его состояние [1, с. 3].
Исследование вибрационных характеристик действующих гидроагрегатов является всегда актуальным, так как направлено на повышение технического уровня оборудования и предупреждение аварийных ситуаций. Проблемой современной энергетики является также создание эффективного контроля вибрационного состояния гидроагрегатов, находящихся в эксплуатации. Наиболее прогрессивным решением здесь является внедрение на ГЭС систем технической диагностики гидроагрегатов, которые позволяют выявлять дефекты и неисправности оборудования на ранней стадии их развития [1, с. 4]. К их числу можно отнести системы контроля вибрации, контроль температуры узлов и тепловизионный контроль. В настоящей работе рассматривается применение инфракрасных датчиков температуры для контроля вращающихся частей агрегата.
В результате работы, доказана большая значимость и практическое применение инфракрасных датчиков температуры. С помощью них можно контролировать: трение в подшипниках, уплотнения подшипников, трение в подпятнике, уплотнения подпятника, уплотнение вала, ротор генератора, контактные кольца щеточного аппарата. Большой градиент температур полученных от ИК датчиков, укажет на наличие дефекта, а разработанные диагностические правила позволят определить его стадию. Раннее выявление дефектов в момент их развития позволит не допустить процессов с изменением жесткости и деформаций.
Контроль и мониторинг нагрева вращающихся частей гидроагрегата может значительно продлить срок службы узлов и элементов трения.
В настоящий момент существуют датчики позволяющие осуществлять контроль вращающихся частей агрегата. Однако, нет методики и алгоритмов, позволяющих собирать и анализировать соответствующие данные. В данной работе, на конкретном примере проанализированы методы, позволяющие собирать данные и проводить оценку исправности соответствующих вращающихся частей.
Инфракрасные датчики температуры можно использовать в случаях:
- оперативного измерения температуры;
- особого контроля параметров нагревания определенного механизма из- за важности технологического процесса;
- контроля температуры движущегося объекта;
- идентификация нагревания в труднодоступном месте или деталях, находящихся на значительном удалении. Диагностировать параметры с необходимой точностью и на расстоянии.
