Аппаратура контроля механических параметров турбоагрегата СИВОК

Назначение

Аппаратура контроля механических параметров турбоагрегата «СИВОК» (далее аппаратура) предназначена для измерений в непрерывном режиме характеристик роторных агрегатов, именно: вибрации корпуса роторного агрегата, вибрации вала относительно корпуса, осевого и радиального положения вала, абсолютного и относительного расширения, а также числа оборотов ротора. Кроме того, аппаратура проводит анализ и диагностику состояния роторных агрегатов, а также выполняет расчеты по результатам измерений.

Описание

Принцип действия аппаратуры основан на преобразовании измеряемой величины в пропорциональный ей электрический сигнал и дальнейшей его обработке.

Контроль измеряемых параметров осуществляется путем сравнения их с заданными уровнями, на основе которого формируются сигналы предупреждения и аварийного отключения оборудования.

Аппаратура представляет собой модульную конструкцию и состоит из первичных преобразователей (акселерометров серии АПЭ, вихретоковых датчиков серии КВ и вихретокового датчика ДУ), вторичных преобразователей (КР-4, ПТ, ПАР, ПОС, ПОР, ПОВ, ПУ, БИС), блоков измерения и контроля (БИ, БТ, БАР, БОС, БОР, БОВ, БИУ, ИП) (далее измерительные блоки), блока измерения и контроля микропроцессорного канала (БКО) (далее измерительный блок БКО), блока регистрации (БКСВ), блоков защиты и сигнализации (Б3Р, БФА, БЛСТ3, БС-2, БС-3), модуля многоканального регистратора (ПУЛЬСАР) и блока пульта настройки (БПН), а также дополнительных блоков (ИВВ, ИВЧ) и контроллера АСКВД.

Блоки измерения и контроля: БИ, БТ, БАР, БОС, БОР, БОВ, БИУ, БКО, БМ, модуль максимума ММ, блоки питания, блоки защиты и сигнализации монтируются в модульном шкафу.

Внешний вид аппаратуры «СИВОК» представлен на рисунке 1, структурная схема представлена на рисунке 2.

Рисунок 1 - Аппаратура «СИВОК»

Рисунок 2 - Структурная схема

Аппаратура включает в себя каналы измерения и контроля виброскорости, осевого перемещения, абсолютного и относительного расширения, относительного перемещения, числа оборотов (частоты вращения), наклона поверхности. Каждый канал состоит из первичного преобразователя (акселерометра, вихретокового датчика), вторичного преобразователя и измерительного блока.

Сигнал, поступающий на измерительный блок, в зависимости от модели используемого вторичного преобразователя может быть представлен в аналоговом и цифровом виде. Для получения сигнала в цифровом виде используются вторичные преобразователи модели БИС или ПТ (только для канала измерения частоты вращения). Для получения сигнала в аналоговом виде в зависимости от типа измерительного канала используются вторичные преобразователи моделей КР-4, ПТ, ПАР, ПОС, ПОР, ПОВ и ПУ.

Канал измерения виброскорости состоит из акселерометра серии АПЭ, преобразователя КР-4 (или БИС) и измерительного блока БИ (или БКО) или модуля ИП-121 (или ИП-221).

Акселерометры являются преобразователями инерционного типа и используют прямой пьезоэлектрический эффект. Электрический заряд чувствительного элемента пропорционален ускорению, воздействующему на преобразователь.

Акселерометры серии АПЭ имеют модификации: АПЭ-1, АПЭ-1т, АПЭ-2А, АПЭ-2Б, АПЭ-3, АПЭ-5-25, АПЭ-5-25т. Модификации АПЭ-1 и АПЭ-5-25 - одноосевые, модификация АПЭ-2 - двухосевая, модификация АПЭ-3 - трехосевая. Акселерометры модификаций АПЭ-1т и АПЭ-5-25т имеют встроенный термоэлемент.

Измерительный блок БИ и модуль ИП-121 работают с аналоговым выходным сигналом и позволяют проводить измерение и контроль среднеквадратического значения виброскорости подшипника и формировать унифицированные сигналы. Измерительный блок БКО и модуль ИП-221 работают с цифровым выходным сигналом и позволяют проводить измерение и контроль механических параметров, тип которых задается программным методом. Модули ИП-121 и ИП-221 являются аналогами измерительных блоков соответственно БИ и БКО, но выполнены в виде отдельных приборов.

Внешний вид акселерометров серии АПЭ представлен на рисунке 3.

АПЭ-2А

Рисунок 3 - Акселерометры серии АПЭ

АПЭ-1

АПЭ-2Б, АПЭ-3

АПЭ-5-25

Внешний вид преобразователя КР-4 представлен на рисунке 4.

Рисунок 4 - Преобразователь КР-4

Каналы измерения осевого перемещения, абсолютного и относительного расширения, относительного виброперемещения, числа оборотов и угла наклона состоят из вихретокового датчика, вторичного преобразователя и измерительного блока.

Принцип действия вихретокового датчика совместно с вторичным преобразователем основан на взаимодействии электромагнитного поля, создаваемого датчиком, с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в электропроводящем объекте контроля (роторе). Питание вихретокового датчика осуществляется переменным напряжением фиксированной частоты (несущая), амплитуда которой модулируется пропорционально расстоянию между датчиком и объектом контроля. Таким образом, огибающая несущей частоты является информационной частью выходного сигнала, которая выделяется путем демодуляции. Используемое преобразование параметрического типа позволяет проводить измерения зазора и его изменения, пропорционального виброперемещению. Датчики являются преобразователями параметрического типа и могут работать, начиная с частоты равной нулю (постоянный входной сигнал).

Вихретоковые датчики моделей КВ-1650т, КВ-5010т, КВ-1025т имеют встроенный термоэлемент.

Канал измерения осевого перемещения состоит из вихретокового датчика КВ-1650 (или КВ-1650т), вторичного преобразователя ПОС (или БИС) и измерительного блока БОС (или БКО) или модуля ИП-107 (или ИП-207).

Измерительный блок БОС и модуль ИП-107 работают с аналоговым выходным сигналом и позволяют проводить измерение и контроль осевого сдвига и формировать унифицированные сигналы. Измерительный блок БКО и модуль ИП-207 работают с цифровым выходным сигналом и позволяют проводить измерение и контроль механических параметров, тип которых задается программным методом. Модули ИП-107 и ИП-207 являются аналогами измерительных блоков соответственно БОС и БКО, но выполнены в виде отдельных приборов.

Канал измерения абсолютного расширения состоит из вихретокового преобразователя ПАР, преобразователя БИС (для преобразования сигнала в цифровую форму) и измерительного блока БАР (или БКО) или модуля ИП-116 (или ИП-216).

Преобразователь ПАР состоит из вихретокового датчика и встроенного преобразователя сигналов. Измерительный блок БАР и модуль ИП-116 работают с аналоговым выходным сигналом и позволяют проводить измерение и контроль абсолютного расширения и формировать унифицированные сигналы. Измерительный блок БКО и модуль ИП-216 работают с цифровым выходным сигналом и позволяют проводить измерение и контроль механических параметров, тип которых задается программным методом. Модули ИП-116 и ИП-216 являются аналогами измерительных блоков соответственно БАР и БКО, но выполнены в виде отдельных приборов.

Канал измерения относительного расширения состоит из вихретокового датчика КВ-25-25 (КВ-25-25т) или КВ-50 (КВ-50т), вторичного преобразователя ПОР (или БИС) и измерительного блока БОР (или БКО) или модуля ИП-108 (или ИП-208).

Измерительный блок ПОР и модуль ИП-108 работают с аналоговым выходным сигналом и позволяют проводить измерение и контроль относительного расширения и формировать унифицированные сигналы. Измерительный блок БКО и модуль ИП-208 работают с цифровым выходным сигналом и позволяют проводить измерение и контроль механических параметров, тип которых задается программным методом. Модули ИП-108 и ИП-208 являются аналогами измерительных блоков соответственно ПОР и БКО, но выполнены в виде отдельных приборов.

Канал измерения относительного виброперемещения вала ротора состоит из вихретокового датчика КВ-1025 (или КВ-1025т), преобразователя ПОВ (или БИС) и измерительного блока БОВ (или БКО) или модуля ИП-109 (или ИП-209).

Измерительный блок БОВ и модуль ИП-109 работают с аналоговым выходным сигналом и позволяют проводить измерение и контроль относительного виброперемещения и формировать унифицированные сигналы. Измерительный блок БКО и модуль ИП-209 работают с цифровым выходным сигналом и позволяют проводить измерение и контроль механических параметров, тип которых задается программным методом. Модули ИП-109 и ИП-209 являются аналогами измерительных блоков соответственно БОВ и БКО, но выполнены в виде отдельных приборов.

Канал измерения числа оборотов (частоты вращения) состоит из вихретокового датчика КВ-1225, преобразователя ПТ и измерительного блока БТ (или ИП-114). Модуль ИП-114 является аналогом измерительного блока БТ, но выполнен в виде отдельного прибора.

Канал измерения наклона поверхности состоит из вихретокового датчика ДУ, преобразователя ПУ (или БИС) и измерительного блока БИУ (или БКО) или модуля ИП-124 (или ИП-224).

Измерительный блок БИУ и модуль ИП-124 работают с аналоговым выходным сигналом и позволяют проводить измерение и контроль наклона поверхности, а также формировать унифицированные сигналы. Измерительный блок БКО и модуль ИП-224 работают с цифровым выходным сигналом и позволяют проводить измерение и контроль механических параметров, тип которых задается программным методом. Модули ИП-124 и ИП-224 являются аналогами измерительных блоков соответственно БИУ и БКО, но выполнены в виде отдельных приборов.

Внешний вид вихретоковых датчиков представлен на рисунке 5.

ДУ

КВ-1650

КВ-1025

КВ-1225

КВ-25-25 КВ-50

Рисунок 5 - Вихретоковые датчики КВ-1650, КВ-1025, КВ-1225, КВ-25-25, КВ-50 и ДУ

Внешний вид вихретокового преобразователя ПАР представлен на рисунке 6.

Рисунок 6 - Вихретоковый преобразователь ПАР

Внешний вид измерительных блоков представлен на рисунке 7.

БИ, БТ, БАР, БОС, БОР,

ИП-1хх и ИП-2хх

БОВ, БИУ

Рисунок 7 - Блоки измерения и контроля (измерительные блоки) БИ, БТ, БАР, БОС, БОР, БОВ, БИУ, ИП-1хх, ИП-2хх и БКО

Внешний вид блока измерения и контроля микропроцессорного канала (БКО) (измерительного блока БКО) представлен на рисунке 8.

Рисунок 8 - Блок измерения и контроля микропроцессорного канала (БКО) (измерительный блок БКО)

Внешний вид вторичных преобразователей ПОС, ПОР, ПОВ, ПТ и ПУ представлен на рисунке 9.

Рисунок 9 - Вторичные преобразователи ПОС, ПОР, ПОВ, ПТ и ПУ.

Внешний вид блока контроля скачка вибрации БКСВ, модуля многоканального регистратора ПУЛЬСАР и контроллера АСКВД представлен на рисунке 10.

ПУЛЬСАР

АСКВД

БКСВ

Рисунок 10 - Блок контроля скачка вибрации БКСВ, модуль многоканального регистратора ПУЛЬСАР и контроллер АСКВД.

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) служит для обработки, визуализации и архивации той информации, которая поступает от измерительных каналов. ПО представляет собой сервисное (фирменное) программное обеспечение, которое поставляется совместно с аппаратурой.

Защита программы от преднамеренного воздействия обеспечивается тем, что пользователь не имеет возможности изменять команды программы, обеспечивающие управление работой и процессом измерений.

Защита программы от непреднамеренных воздействий обеспечивается функциями резервного копирования.

Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.

Технические характеристики

Дополнительная погрешность, вызванная изменением температуры окружающего воздуха, %, не более:

- для измерительных блоков с цифровым табло, унифицированного сиг-

нала (УС) и блока контроля скачка вибрации (БКСВ)                           ±6

- для измерительного блока БКО                                              ±1,5

Канал измерения относительного виброперемещения

Диапазоны измерения размаха виброперемещения, мкм                    от 25 до 250

от 50 до 500

Диапазон рабочих частот, Гц                                              от 5 до 500

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности при измерении виброперемещения на базовой частоте 45 Гц, %

Неравномерность амплитудно-частотной характеристики, %, не более

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности срабатывания сигнализации, %

Дополнительная погрешность, вызванная изменением температуры окружающего воздуха, %, не более

Канал измерения осевого перемещения Диапазоны измерения осевого перемещения, мм

±2,5

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности при измерении осевого перемещения, %:

- для измерительных блоков с цифровым табло, унифицированного сиг-

нала (УС)

- для измерительного блока БКО

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности срабатыва

ния сигнализации, %:

- для измерительных блоков с цифровым табло, унифицированного сиг

нала (УС)

- для измерительного блока БКО

Дополнительная погрешность, вызванная изменением температуры окружающего воздуха, %, не более:

- для измерительных блоков с цифровым табло, унифицированного сиг

нала (УС)

- для измерительного блока БКО

Канал измерения относительного расширения

Диапазоны измерения относительного расширения, мм

±10

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности при измерении относительного расширения, %:

- для измерительных блоков с цифровым табло, унифицированного сиг-

нала (УС)

- для измерительного блока БКО

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности срабатывания сигнализации, %:

- для измерительных блоков с цифровым табло, унифицированного сиг

нала (УС).

- для измерительного блока БКО

Дополнительная погрешность, вызванная изменением температуры окружающего воздуха, %, не более:

- для измерительных блоков с цифровым табло, унифицированного сиг

нала (УС).

- для измерительного блока БКО

всего листов 10

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на корпус монтажного шкафа, а также на титульный лист формуляра методом печати или наклейки.

Комплектность

Аппаратура контроля механических параметров турбоагрегата «СИВОК»   1 шт.

Руководство по эксплуатации с Методикой поверки                        1 экз.

Формуляр                                                                1 экз.

ЗИП                                                                   1 компл.

Поверка

осуществляется по разделу 9 «Методика поверки» документа «Аппаратура контроля механических параметров турбоагрегата «СИВОК». Руководство по эксплуатации» РЭ 4277-00197799837-12, утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» «20» февраля 2012 г.

Основные средства поверки: поверочная виброустановка 2-го разряда по МИ 2070-90, вольтметр универсальный В7-78/1 (г/р № 31773-06), генератор сигналов низкочастотный прецизионный ГЗ-110 ( г/р № 5460-76), индикатор часового типа с ценой деления 0,01 мм ИЧ-10 (г/р № 42499-09), индикатор часового типа с ценой деления 0,01 мм ИЧ-50 (г/р № 40287-08).

Сведения о методах измерений

Руководство по эксплуатации «Аппаратура контроля механических параметров турбоагрегата «СИВОК», раздел 9.

Нормативные документы

1 ГОСТ 30296-95 «Аппаратура общего назначения для определения основных параметров вибрационных процессов. Общие технические требования».

2 ГОСТ 25364-97 «Агрегаты паротурбинные стационарные. Нормы вибрации опор валопроводов и общие требования к проведению измерений»

3 Технические условия ТУ 4277-001-97799837-12.

Рекомендации к применению

Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.