Система вибромониторинга или предиктивная (предсказательная) диагностика производственного оборудования на предприятии позволяет предугадать наступление аварийной ситуации на основе анализа и мониторинга его текущего состояния и предсказания сбоев.

На ТЭС и ТЭЦ системами стационарной диагностики должны быть оснащено следующее основное, критически важное оборудование: котельные агрегаты, турбоагрегаты, тягодутьевые механизмы котельных агрегатов и питательные электронасосов (далее ПЭН). Выше перечисленное оборудование это наиболее ответственные механизмы, участвующие в технологическом процессе, так же на предприятии должна быть внедрена мобильная диагностика динамического вспомогательного оборудования турбинных агрегатов и прочего вспомогательного оборудования с функционалом предиктивной диагностики и передачи данных в электронную систему управления эксплуатацией, техническим обслуживанием и ремонтом.

Основаниями для реализации проектов внедрения систем предиктивного вибромониторинга, являются требования Минэнерго РФ о развитии систем мониторинга и диагностирования энергетического оборудования.

Основными задачами системы предиктивной диагностики, являются сбор данных о параметрах работы оборудования, аварийных сигналах, расчет ключевых показателей эффективности (KPI), поиск аномалий в отношении заданных диапазонов управления, обеспечение прозрачности данных, контроль эффективности и информирование о необходимости проверки оборудования, выдача причин и прогнозов возникновения дефектов и рекомендаций по их устранению, передача подтвержденных отклонений и дефектов в SAP предприятием.

Этапы создания системы предиктивной диагностики на предприятии:

1. Заключение договора на разработку проектно-сметной документации.
2. Разработка проектно-сметной документации.
3. Согласование проектно-сметной документации.
4. Тендер на поставку оборудования и выполнение строительно-монтажных работ.
5. Заключение договора на поставку оборудования и выполнение строительно-монтажных работ.
6. Изготовление и поставка оборудования и программного обеспечения.
7. Выполнение пусконаладочных работ.

7.1 Сбор сигналов для предиктивной диагностики.

7.2 Пусконаладочные работы верхнего уровня.

8. Ввод объекта в эксплуатацию.

На фото шкаф промежуточных промклеммников системы предсказательной диагностики.

Измерение скорости вращения вала паровой турбины ПТ-65-130/13 осуществляется датчиком токовихревым ИТ12.30.000 с диаметром катушки 8 мм в комплекте с преобразователем тахометрическим — ИТ14.14.000. Датчик и преобразователь – производства НПП «Измерительные Технологии».

Датчик  устанавливается над открытой частью вала шестого подшипника. На валу необходимо сделать паз шириной не менее 12 мм и глубиной 2 мм. Пример установки датчика показан на рисунке сверху.

Расширение корпуса ЦВД и ЦНД турбины ПТ-65-130/13 (цилиндры высокого и низкого давления, соответственно) измеряется датчиком токовихревым контактным ИТ12.36.000.

Конструктивно датчик состоит из корпуса, катушки, выдвижной телескопической трубки и кабеля. На объект контроля датчик крепится с помощью шаровых пальцев с наружной резьбой М6.

Тип преобразователя — ИТ14.12.000.  Диапазон измерения 80 мм. Пример

установки показан на рисунке сверху.

Искривление ротора измеряется датчиком токовихревым ИТ12.30.000 с диаметром катушки  8мм. Тип преобразователя — ИТ14.12.000. Как  правило,  датчик ставится на штатное место с заменой кронштейна или без замены. Кронштейн специализированный – производства НПП «Измерительные Технологии».

Конструктивно токовихревой датчик состоит из корпуса, катушки, кабеля и заглушки.
Датчик выпускается в нескольких модификациях в зависимости от диаметра катушки (5, 8, 10, 16, 32 и 48 мм), типа корпуса (цилиндрический, Т-образный, с электроизоляцией от бронерукава, с удлинителем). Кабель заключен в гибкий рукав из нержавеющей стали. Длина кабеля варьируется от 1 до 10 метров. Степень защиты корпуса датчика с кабелем от внешних воздействий (пыли, воды и т. п.) по ГОСТ14254 – IP 67.

Измерение осевого сдвига ротора в составе системы управления, контроля и диагностики паровой турбины ПТ-65-130/13, осуществляется с помощью токовихревого датчика ИТ12.30.000 с диаметром катушки  10 мм и преобразователя  —  ИТ14.12.000. Оба датчика, производства НПП «Измерительные Технологии». Диапазон  измерения  датчика  4,5 мм. Измерение проводится тремя датчиками. Сигнал аварии вырабатывается по алгоритму 2 из трех.

Пример установки датчиков показан на чертеже сверху.

Зачем нужен контроль расширения ротора и как его реализуют на турбоагрегате

Контроль относительного расширения ротора — одна из критически важных задач при эксплуатации паровой турбины. В процессе работы из‑за нагрева ротор удлиняется, и его тепловые деформации должны находиться в допустимых пределах: превышение нормативных значений может привести к задеваниям в проточной части, ускоренному износу уплотнений и даже к серьёзным авариям. Поэтому точное измерение относительных смещений ротора в цилиндрах высокого (ЦВД) и низкого (ЦНД) давления — обязательный элемент системы мониторинга турбоагрегата.

Для решения этой задачи применяют бесконтактные токовихревые измерительные решения, которые позволяют надёжно фиксировать линейные смещения без механического контакта с вращающимся узлом. Такие датчики устойчивы к вибрациям, перепадам температур и другим эксплуатационным воздействиям, характерным для турбинного цеха, а их аналоговый выходной сигнал легко интегрируется в существующие системы сбора и обработки данных.

Технические особенности и компоновка датчиков для контроля расширения ротора

Для измерения относительного расширения ротора в ЦВД и ЦНД используется токовихревой датчик ИТ12.33.040, который работает в паре с соответствующим преобразователем. Оба устройства разработаны и выпускаются НПП «Измерительные Технологии», что обеспечивает их полную совместимость и стабильность метрологических характеристик в течение всего срока службы.

Конструктивно датчик ИТ12.33.040 включает две линейки токовихревых датчиков, размещённых в прочном алюминиевом корпусе. Такая компоновка позволяет одновременно контролировать расширение ротора по нескольким точкам, повышая достоверность измерений и снижая влияние локальных деформаций или перекосов на итоговые показания.

В линейке продукции также представлен датчик токовихревой линейный ИТ12.33.000 (ДТЛ) — он предназначен для бесконтактного измерения относительных расстояний, то есть линейных смещений объекта контроля. Его ключевой особенностью является аналоговый выход, передающий текущие значения измеряемых параметров в систему автоматики в непрерывном режиме. Это даёт возможность отслеживать динамику изменения положения ротора на всех режимах работы турбины — от пуска и прогрева до полной нагрузки и останова.

Пример размещения датчиков на узлах турбоагрегата показан на сопроводительной схеме: она наглядно демонстрирует типовые точки установки и ориентацию чувствительных элементов относительно контролируемых поверхностей. Такой подход упрощает проектирование монтажных узлов, ускоряет пусконаладку и снижает вероятность ошибок при вводе системы в эксплуатацию.

Применение токовихревых датчиков ИТ12.33.040 и ИТ12.33.000 позволяет реализовать высокоточный, надёжный и долговечный контроль относительного расширения ротора, что существенно повышает безопасность и ресурс работы турбоагрегата, а также снижает риски внеплановых остановов из‑за тепловых задеваний.

ЦВД — цилиндр высокого давления.
*ЦНД — цилиндр низкого давления.