TRENDS IN THE DEVELOPMENT OF METHODS FOR DIAGNOSTICS OF THE TECHNICAL STATE OF THE BLADES OF GAS-PUMPING UNITS

Object of research: degradation processes occurring in the blades of a gas-pumping unit (GPU) during its long-term operation and cause the appearance of defects that lead to a change in their technical condition and breakage of the working blades and, as a result, to accidents. Solved problem: obtaining a method for diagnosing the GPU blades, which can be used to determine its technical condition during the GPU operation. The main scientific results: a classification of methods for diagnosing the GPU blades and their analysis was developed, according to the results of which it was established that the improvement of a new method of aerodynamic calculation of profiles relative to the GPU blades by developing mathematical models of the deformation process and flow around the GPU blades and calculation formulas for assessing their aerodynamic characteristics, will allow to simulate possible options for changing the technical state of the blades (the amount of wear of the blades, their number, deformation, etc.), to study their influence on the parameters of the oscillatory processes of the blades and to compile a dictionary (base) of diagnostic signs of their state. The use of such a base will make it possible to quickly determine the technical condition of the blades during the GPU operation and prevent the occurrence of emergency situations The area of practical use of the research results: the enterprises of the gas transmission system, which operate GPU with a gas turbine drive An innovative technological product: a method of direct aerodynamic calculation of airfoils relative to GPU blades to determine their technical condition during operation. Scope of application of the innovative technological product: gas-pumping units with a gas turbine drive with a capacity of 6.3 MW to 25.0 M

Розроблення методу контролю працездатності систем автоматичного управління газоперекачувальними агрегатами за їх розгінними характеристиками

Analysis of failures of gas pumping units (GPU) installed on the Urengoy-Pomary-Uzhhorod transcontinental gas pipeline showed that failures of automatic control systems of automatic gas pumping units occupy the second place (up to 40 %) of the total number of failures. It is shown that the well-known methods for monitoring the technical condition of the mechanical part of a gas pumping unit can’t be used to control the operability of automatic control systems and automatic gas control unit components. Among the well-known methods for monitoring the operability of automatic control systems of a gas pumping unit as a dynamic system, the most promising methods are those based on the analysis of its transient process (accelerating characteristic) with some typical input exposure.The theoretical justification of the developed method for monitoring the performance of the automatic control system of the gas pumping unit is presented, the diagnostic feature of which is the value of the areas of accelerating characteristics. The structure of the transfer function and its parameters were determined by the area method (Simoiu method). To implement the method in MatLab, software was developed that allows one to determine the parameters of the transfer function from the experimental start-up curve of the gas pumping unit and the size of the area limited by its transient function.The technique of experimental studies of the proposed method for monitoring the efficiency of the automatic control system of a gas pumping unit type GTK-25i example is given. Further implementation of the proposed method requires determining the conditions of its operability and parallel monitoring of the technical condition of the mechanical units of the gas pumping unit in order to exclude their influence on the result of monitoring the state of the automatic control unit of the gas pumping unitАнализ отказов газоперекачивающих агрегатов (ГПА), установленных на трансконтинентальном газопроводе «Уренгой-Помары-Ужгород», показал, что отказы систем автоматического управления (САУ) ГПА занимают второе место (до 40 %) от общего количества отказов. Показано, что известные методы контроля технического состояния механической части ГПА не могут быть использованы для контроля работоспособности САУ и элементов автоматики ГПА. Среди известных методов контроля работоспособности САУ ГПА, как динамической системы, наиболее перспективными являются методы, основанные на анализе ее переходного процесса (разгонной характеристики) при некотором типичном входом воздействии.Приведено теоретическое обоснование разработанного метода контроля работоспособности САУ ГПА, диагностическим признаком которого является значение площадей разгонных характеристик. Структура передаточной функции и ее параметры определялись методом площадей (метод Симою). Для реализации метода в среде MatLab разработано программное обеспечение, позволяющее определить параметры функции передачи по экспериментальной кривой пуска ГПА и величину площади, ограниченной его переходной функцией.Приводится методика проведения экспериментальных исследований предложенного метода контроля работоспособности САУ ГПА на примере ГТК-25i, которая позволила получить девять разгонных характеристик ГПА в координатах «время – частота вращения ротора ТВД» и результаты их обработки. Дальнейшая реализация предложенного метода требует определения условий его работоспособности и параллельного контроля технического состояния механических узлов ГПА с целью исключения их влияния на результат контроля состояния САУ ГПААналіз відмов газоперекачувальних агрегатів (ГПА), встановлених на трансконтинентальному газопроводі «Уренгой-Помари-Ужгород» показав, що відмови систем автоматичного управління (САУ) ГПА займають друге місце (до 40 %) від загальної кількістю відмов. Показано, що відомі методи контролю технічного стану механічної частини ГПА не можуть бути використані для контролю працездатності САУ і елементів автоматики ГПА. Серед відомих методів контролю працездатності САУ ГПА, як динамічної системи, найбільш перспективними є методи, що базуються на аналізі її перехідного процесу (розгінної характеристики) при деякому типовому вхідному впливі.Приведене теоретичне обґрунтування розробленого методу контролю працездатності САУ ГПА, діагностичною ознакою якого є значення площ розгінних характеристик. Структура передавальної функції та її параметри визначалися методом площ (метод Симою). Для реалізації методу у середовищі MatLab розроблено програмне забезпечення, яке дає змогу визначити параметри функції передачі за експериментальною кривою пуску ГПА та величину площі, яка обмежена його перехідною функцією.Наводиться методика проведення експериментальних досліджень запропонованого методу контролю працездатності САУ ГПА на прикладі ГТК-25і, яка дозволила отримати дев’ять розгінних характеристик ГПА в координатах «час – частота обертання ротора ТВТ» та результати їх обробки.Подальша реалізація запропонованого методу вимагає визначення умов його працездатності та паралельного контролю технічного стану механічних вузлів ГПА з метою виключення їх впливу на результат контролю стану САУ ГП