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.
| Наименование программного обеспечения | Идентиф икаци-онное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| Controller id 780M | Контроллер для платы L780M | 2.0.0.0 | 25b2c72d89e3f691b4 e81f9f4e797643 | MD-5 |
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
| Канал измерения виброскорости Диапазоны измерения виброскорости (СКЗ), мм/с | от 0,3 до 15 от 1 до 30 |
| Диапазон рабочих частот, Гц Пределы допускаемой основной приведенной погрешности при измерении виброскорости на базовой частоте 79,6 Гц, %: | от 10 до 1000 |
| - для измерительных блоков с цифровым табло, унифицированного сигнала (УС) и блока контроля скачка вибрации (БКСВ) - для измерительного блока БКО Неравномерность амплитудно-частотной характеристики, дБ, не более Пределы допускаемой основной приведенной погрешности срабатывания сигнализации, %: | ± 2,5 ±2 от 1 до минус 1,8 |
| - для измерительных блоков с цифровым табло, унифицированного сигнала (УС) и блока контроля скачка вибрации (БКСВ) - для измерительного блока БКО | ±2 ±0,5 |
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
| Канал измерения абсолютного расширения Диапазон измерения абсолютного расширения, мм Пределы допускаемой основной приведенной погрешности при измере- | св. 0 до 360 |
| нии абсолютного расширения в диапазоне измерения, %: - для измерительных блоков с цифровым табло, унифицированного сигнала (УС) | ±2,5 |
| - для измерительного блока БКО Пределы допускаемой основной приведенной погрешности срабатыва- | ±2 |
| ния сигнализации, % - для измерительных блоков с цифровым табло, унифицированного сигнала (УС) | ±1,5 |
| - для измерительного блока БКО Дополнительная погрешность, вызванная изменением температуры окружающего воздуха, %, не более: | ±0,5 |
| - для измерительных блоков с цифровым табло, унифицированного сигнала (УС) | ±2,5 |
| - для измерительного блока БКО Канал измерения наклона поверхности | ±1,5 |
| Диапазон измерения наклона поверхности, мм/м Пределы допускаемой основной приведенной погрешности при измере- | ±5 |
| нии наклона поверхности, %: - для измерительных блоков с цифровым табло, унифицированного сигнала (УС) | ±3 |
| - для измерительного блока БКО Канал измерения числа оборотов | ±2 |
| Диапазоны измерения числа оборотов, об/мин: - для измерительных блоков с цифровым табло | от 1 до 9999 |
| - для унифицированного сигнала (УС) Пределы допускаемой основной погрешности при измерении числа обо- | от 300 до 9999 |
| ротов: абсолютная погрешность для измерительных блоков с цифровым табло, об/мин | ±1 |
| приведенная погрешность для унифицированного сигнала (УС), % Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности срабатывания | ±2 |
| сигнализации для измерительных блоков с цифровым табло, об/мин Дополнительная погрешность, вызванная изменением температуры окружающего воздуха, не более: абсолютная погрешность для измерительных блоков с цифровым табло, | ±4 |
| об/мин | ±4 |
| приведенная погрешность для унифицированного сигнала (УС), % Условия окружающей среды: диапазон рабочих температур, °С: | ±2 |
| - для акселерометров; | от минус 60 до 250 |
| - для вихретоковых датчиков; | от 5 до 125 |
| - для вторичных преобразователей; - для монтажного шкафа со встроенными блоками, АСКВД, БКСВ, | от 5 до 70 |
| ПУЛЬСАР | от 5 до 50 |
| Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более: АПЭ-1, АПЭ-1т, АПЭ-2, АПЭ-2т | 41 х 41 х 37 |
| АПЭ-3 | 41 х 56 х 37 |
| АПЭ-5-25, АПЭ-5-25т | 52 х 33 х 23 |
| КВ-1025, КВ-1025т | диаметр 10 х49 |
| КВ-1650, КВ-1650т | диаметр 16 х 37 |
| Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более: КВ-50, КВ-50т | 20 х48 х53 |
| КВ-25-25, КВ-25-25т | 20 х50 х 90 |
| КВ-1225 | диаметр 12 х 48 |
| ДУ | 174 х 80х 80 |
| КР-4, БИС | 52 х 132 х 205 |
| ПАР | 52 х 92 х 106 |
| ИВЧ | 96 х 196 х 110 |
| ИВВ | 96 х 200 х 114 |
| БКСВ, ПУЛЬСАР | 346 х 168 х 483 |
| ИП-1хх | 200 х 100 х 335 |
| ИП-2хх | 170 х 100 х 255 |
| АСКВД | 177 х 482 х 505 |
| Шкаф монтажный | 2138 х 600 х 600 |
| Масса, кг, не более: АПЭ-1, АПЭ-1т, АПЭ-2, АПЭ-2т | 0,2 |
| АПЭ-3, АПЭ-3т | 0, 3 |
| АПЭ-5-25, | 0,1 |
| АПЭ-5-25т | 0,25 |
| КВ-1025, КВ-1650 | 0,1 |
| КВ-1025т, КВ-1650т, КВ-50, КВ-50т | 0,2 |
| КВ-25-25, КВ-25-25т | 0,3 |
| КВ-1225 | 0,1 |
| ДУ | 1,5 |
| КР-4, БИС | 1,1 |
| ПАР | 0,9 |
| ИВЧ | 1,3 |
| ИВВ | 1,5 |
| БКСВ, ПУЛЬСАР | 6,2 |
| ИП-1хх | 5,0 |
| ИП-2хх | 2,5 |
| АСКВД | 10,2 |
| Шкаф монтажный | 124 |
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.
