Спосіб визначення теплотехнічних показників і фактичних характеристик відцентрових нагнітачів газотранспортної системи

Спосіб визначення теплотехнічних показників і фактичних характеристик відцентрових нагнітачів (ВЦН) газотранспортної системи, що включає вимірювання тиску і температури газу на вході і виході кожного ВЦН, а також вимірювання кількості обертів вала кожного ВЦН і густини компримованого газу, при цьому виконують NL серій з NI періодичних вимірювань вказаних параметрів усіх ВЦН кожного компресорного цеху газотранспортної системи і формують для кожного k-го ВЦН з NK ВЦН кожного і-го виміру l-ої серії вектор вимірювань Xk,i,l , що включає значення температури (19) 1 3 88183 обчислюють значення зведеного ступеня стискання газу eпр æ Xr k,i,l ö і політропного коефіцієнта коç ÷ è ø рисної дії hпол ì Xr k,i,l ü відповідно з політропним í ý î þ методом Шульца, визначають поточне значення узагальненого нормованого дефекту Dk,i,l, j æ Xr k,i,l ö ç ÷ è ø та зведеної об'ємної продуктивності Qпр k,i,l, j æ Xr k,i,l ö , виходячи з системи рівнянь ç ÷ è ø ( ) ì p æ r ö ï eпp k ç X k,i,l ÷ = eпp k, j Dk,i,l, j, Qпp k,i,l, j è ø , í ïhпол k æ Xr k,i,l ö = hp Dk,i,l, j, Qпp k,i,l, j ç ÷ пол k, j è ø î ( ) де ep (D , Q ) , hp (D , Q ) - розрахунпp k, j j пp пол k, j j пp кові характеристики зведеного ступеня стискання газу та політропного коефіцієнта корисної дії у функції від виду і величини узагальненого нормованого дефекту D j , j = 1 ND , і зведеної об'ємної , продуктивності Qпр , далі по закінченню кожної l-ої серії вимірювань розраховують прогнозоване значення величини j-гo узагальненого нормованого дефекту на початок l+1 серії вимірювань кожного k-го ВЦН Dk,0,l, j і фільтрованої швидкості його зміни VDфk,l, j , за значеннями яких визначають прогнозоване значення узагальненого нормованого дефекту j-го виду Drk,i,l +1, j на l+1 серії 4 { } значень зведеної об'ємної продуктивності Qпр t , де t = 1 NT і NT - кількість елементів масиву, ви, значають відповідні масиви значень ìe ü і ìh ü , на основі яких í пр k,i Qпр ý í пол k,i Qпр ý î þ î þ розраховують апроксимуючі поліноми фактичних характеристик зведеного ступеня стискання газу ( ) ( ) e f np k (Qпp ) , політропного коефіцієнта корисної дії hf пол k (Qпp ) та зведеної внутрішньої відносf éNù ної потужності ê ú (Qпp ) для всіх NK ВЦН ë r ûпp k компресорного цеху, визначають коефіцієнти технічного стану ВЦН за потужністю і коефіцієнтом корисної дії f éNù Qпр ном êrú Q hf пол k пр ном h N = ë ûпр k K = , K k k P Qпр ном hP éNù пол k Qпр ном ê ú ë r ûпр k ( ) ( ) ( ( ) ) де індекс " П" позначає визначення параметра за відповідною паспортною характеристикою, а індекс "ном" - номінальне значення зведеної об'ємної продуктивності ВЦН, і після визначення фактичних характеристик ВЦН розраховують його теплотехнічні показники: політропний коефіцієнт корисної дії hпол k,i hf пол k (Qпp k,i,l ) , потужність = Dr k,i,l +1, j = Dk,0,l, j + tнар k × VDфk,l, j, 3 f æ nk,i,l ö éNù ÷ та коме(Qпp k,i,l ) × rвх k,i,l × ç Nk,i = ê ú ÷ çn де tнар k - час напрацювання k-го ВЦН від початë r ûпp k è ном ø ку серії, потім після закінчення NL серій періодичрційна продуктивність них вимірювань параметрів NK ВЦН і цехової ав0,00144 × (Pвх k,i,l + Pai,l ) × Tst × Qпp k,i,l × nk,i,l = Qком k,i , томатики для кожного k-го ВЦН компресорного Pst × Tвх k,i,l × Zвх k,i,l × nном цеху на основі критерію мінімуму середньоквадратичного відхилення узагальненого нормованого де Qпp k,i,l - значення зведеної об'ємної продук дефекту від його прогнозованого значення Dr k,i,l, j вибирають вид найбільш імовірного узагальненого нормованого дефекту с, виходячи з умови NL NI 2 NL NI ç ÷ å å æ Dk,i,l,c ( Xrk,i,l, ) - Drk,i,l,c ö < å å (Dk,i,l, j( Xrk,i,l ) -Drk,i,l, j )2 è ø l =1i =1 l =1i =1 для j = 1 ..., c 1 c + 1,... ND , далі шляхом лінійної , , інтерполяції розрахункових характеристик політропного коефіцієнта корисної дії ( ) hpпол k,c Qпр , Dk,c і зведеного ступеня стискання ( ) газу ehпр k,c Qпр, Dk,c для вибраного виду узагальненого нормованого дефекту та обчисленого значення Dk,c , Dk,c = Dk,0,NL,c , а також масиву тивності, розраховане за вектором Xr k,i,l і харак ( ) теристикою eрпр k Qпр , а rвх k,i,l і Zвх k,i,l значення густини газу і відповідно коефіцієнта стискальності газу на вході k-го ВЦН, розраховані за вектором Xr k,i,l , Tst , Pst - значення температури і тиску газу, за якими визначають комерційну продуктивність, і таким чином розраховані фактичні теплотехнічні показники та характеристики ВЦН візуалізують на засобах відображення інформації і архівують в обчислювачі. 5 Винахід відноситься до вимірювань у газотранспортній області, а саме до знаходження необхідних даних для ефективного управління газотранспортною системою і призначена для визначення фактичного функціонально-технічного стану (ФТС) нагнітачів (ВЦН) газоперекачувальних агрегатів (ГПА) на компресорних станціях (КС) магістральних газопроводів. Надійне та ефективне функціонування газотранспортної системи можливе при рішенні ряду ключових проблемних питань, одним із яких є визначення фактичного ФТС ВЦН газоперекачувальних агрегатів. Визначення ФТС ВЦН містить у собі розрахунок: - фактичних зведених характеристик; - коефіцієнтів технічного стану у функції від теплотехнічних показників; - теплотехнічних показників (потужності, комерційній продуктивності, приведеній ступеневі стиску, політропного ККД і ін.) При відсутності інформації про фактичний ФТС ВЦН кількість ГПА, що включаються в компресорному цеху (КЦ) на перекачування газу визначається за ВЦН з якомога "гіршими" характеристиками. У свою чергу ці "гірші" характеристики точно не визначені і тому кількість ГПА, що включаються в КЦ вибирається з запасом. Цей запас приводить до недозавантаження працюючих ГПА і як наслідок до перевитрати паливного газу. Оперативна інформація щодо фактичного ФТС ВЦН також необхідна для виключення аварійної зупинки ГПА через помпаж ВЦН, виключення випадків перевищення необхідної внутрішньої потужності ВЦН відносно ефективної потужності газотурбінної установки, технічного обслуговування за фактичним станом, а не за плановими термінами. Необхідну оперативну інформацію про фактичний ФТС ВЦН експлуатованого парку ГПА газотранспортної системи . можливо визначити в умовах КС тільки за інформацією штатних вимірювань параметрів агрегатними та цеховими автоматиками. Відомі методи параметричної діагностики ВЦН, як правило, передбачають визначення фактичних характеристик або коефіцієнтів технічного стану ВЦН. У той же час ці методи спираються на ряд допущень про незмінність окремих характеристик ВЦН у процесі експлуатації або про визначений характер зсуву фактичних характеристик відносно паспортних, знайдених експериментально, і як наслідок, не забезпечують необхідну точність і вірогідність результатів діагностування. Багато в чому зниження точності і вірогідності результатів діагностування пов'язане з тим, що фактичні характеристики ВЦН визначаються тільки за інформацією його агрегатної автоматики, а не всіх агрегатних автоматик ГПА КЦ. Відомий метод визначення газодинамічних характеристик ВЦН на КС на основі розрахунку безвимірних характеристик ВЦН, політропного ККД hпол та політропного коефіцієнта напору yпол від коефіцієнта витрати Ф. Безвимірні характеристики розраховуються при іспитах ВЦН на повітрі на декількох режимах за витратою з різними еквівалентними частотами обертання. Вхідною інформацією для розрахунку є дані вимірювань наступ 88183 6 них параметрів: температури зовнішнього повітря, перепаду тиску повітря на витратомірній шайбі, розрідження повітря перед ВЦН та його тиску за ВЦН, температури повітря перед і за ВЦН, барометричного тиску, частоти обертання ротора і перепаду тиску на конфузорі, встановленому у всмоктувальній камері ВЦН. Для обчислення газодинамічних характеристик ВЦН за безвимірними характеристиками виконують наступну послідовність дій. Діапазон значень коефіцієнта витрати від мінімального значення (помпажу) до максимального (режиму максимальної продуктивності) розбивають на 12 точок. Для кожного значення коефіцієнта витрати Фj, j = 112 , визначають за безвимірни, ми характеристиками ВЦН відповідні значення hпол (Фj) і yпол (Фj). Потім обчислюють витрату газу на вході в ВЦН Q j = p × u2 × D2 × Ф j / 4 , де u2 2 кругова швидкість на периферії робочого колеса, що відповідає частоті обертання робочого колеса n1, D2 - діаметр робочого колеса та визначають різницю ентальпій газу на вході iнj і виході ikj як u2 Dij=ikj-iнj= yпол (Ф j ) × 2 . Далі за допомогою hпол j ітераційної процедури за значеннями тиску на виході ВЦН Рk, температурі газу на вході в ВЦН Тн і політропного ККД hпол j із використанням рівнянь політропного процесу стиску в ВЦН підбирають значення тиску на вході в ВЦН Рн j таким чином, щоб значення ентальпії іk j на виході ВЦН (Рk, Тk) забезпечувало знайдене значення Dij. Кінцевою операцією обчислення газодинамічних характеристик є розрахунок зведеного ступеня стиску та політропного ККД у функції від зведеної об'ємної продуктивності за результатами зазначених обчислень для всіх 12 точок коефіцієнта витрати Фj [1]. Даний метод визначення газодинамічних характеристик ВЦН на КС за допомогою безвимірних характеристик ВЦН також як і спосіб визначення теплотехнічних показників і фактичних характеристик ВЦН газотранспортної системи, що заявляється, включає вимірювання тиску і температури газу на вході і виході за кожним ВЦН, а також вимірювання числа обертів вала кожного ВЦН і густини компримованого газу. Однак цей метод має низьку точність і низьку вірогідність визначення теплотехнічних показників та фактичних зведених характеристик ВЦН газотранспортної системи через те, що безвимірні характеристики ВЦН визначають одноразово. Стабільність характеристик у процесі експлуатації, незалежність їх від розвитку дефектів проточної частини не підтверджують. Крім того, відсутні оцінки залежності безвимірних характеристик ВЦН від частоти обертання робочого колеса, рівня тиску та температур комнримованого газу, а також складу газу. Відомий також метод визначення газодинамічних характеристик ВЦН відповідно з яким знаходять два незалежних коефіцієнта, що враховують зсув фактичних характеристик відносно паспортних при постійному значенні однієї з термогазоди 7 намічних величин відповідно до використовуваної однопараметричної термогазодинамічної моделі процесу стиснення газу. У якості незалежної змінної вибирають зведену об'ємну продуктивність ВЦН Qпp та за умови Qпp=idem визначають наступні коефіцієнти: - коефіцієнт, що враховує "зсув" характеристики зведеної внутрішньої відносної потужності æ Ni ö ç ÷ çr ÷ è 1 øпр æ Ni ö ç ÷ KNi = çr ÷ H П è 1 øпр æ Ni ö ç ÷ çr ÷ è 1 øпр - коефіцієнт, що враховує "зсув" характеристики політропного ККД hпол hпол hпол = H hП пол де символ "п" означає визначення параметра за відповідною паспортною характеристикою ВЦН при значенні Qпp=idem. Коефіцієнти зсуву за іншими характеристиками ВЦН знаходять на підставі цих двох коефіцієнтів. Значення параметрів æ Ni ö ç ÷ та hпол визначають на основі термогазоçr ÷ è 1 øпр динамічної моделі процесу стиснення газу, що використовує наступні вхідні параметри: значення температури газу на вході і виході ВЦН t1, t2, тиск газу на вході і виході ВЦН Р1, Р2, частота обертань його ротора п, компонентна сполука газу та об'ємна продуктивність ВЦН Qпp. Термогазодинамічну модель процесу стиснення газу описують наступною системою співвідношень: - різниця eнтальпій газу на виході і вході ВЦН (повний напір) Dh=f1(P1,P2,t1,t2); - потенційна робота стиску газу (політропний напір) w1,2=f2(P1,P2,t1,t2) w1,2 ; - політропний ККД hпол = Dh - масова продуктивність Q=f3[Qпp,P1,t1), - потужність ВЦН Ni=Q ×Dh ; - зведена внутрішня відносна потужність é Ni ù ê ú =f4(N1,P1,t1,n); ë r1 ûпр K - паспортний політропний ККД hП =f5(Qпp); пол - паспортне значення зведеної внутрішньої П відносної потужності ВЦН æ Ni ö =f5(Qпp). ç ÷ çr÷ è ø Фактичні характеристики політропного ККД та зведеної внутрішньої відносної потужності визначають як добуток відповідних коефіцієнтів "зсуву" на значення паспортних характеристик [2]. Даний метод визначення газодинамічних характеристик ВЦН також як і спосіб визначення теплотехнічних показників і фактичних характерис 88183 8 тик ВЦН газотранспортної системи, що заявляється, включає вимірювання тиску і температури газу на вході і виході за кожним ВЦН, а також вимірювання числа обертів вала кожного ВЦН і густини компримованого газу. Однак цей метод має низьку точність і низьку вірогідність визначення теплотехнічних показників та фактичних зведених характеристик ВЦН газотранспортної системи за наступними причинами: - передбачається використання у якості вхідного параметра інформації про об'ємну продуктивність ВЦН, яка в умовах КС відсутня, в той же час обчислення об'ємної продуктивності за допомогою звужуючого пристрою на вході ВЦН пов'язано з нерегламентованою похибкою, що може досягати до 20% від вимірюваної величини; - фактичні характеристики ВЦН визначають за разовими вимірюваннями його параметрів та при фіксованому значенні зведеної об'ємної продуктивності, що не дозволяє зменшити вплив випадкових складових похибок каналів вимірювання параметрів ВЦН на результати обчислень; - фактичні характеристики обчислюють за допомогою коефіцієнтів "зсуву", постійних для всього діапазону зміни зведеної об'ємної продуктивності ВЦН без урахування виду та величини дефекту проточної частини, який викликав відхилення фактичних характеристик від паспортних. Найближчим за технічною суттю аналогом, який обрано у якості прототипу є метод визначення фактичних характеристик ВЦН на основі узагальненого нормованого дефекту його проточної частини. Для кожного k-го ВЦН роблять NL серій з NI періодичних вимірювань зазначених параметрів агрегатних автоматик, формують для кожного i-го вимірювання l-ої серії вектор вимірювань Хk,i,l, що включає значення температури на вході і виході ВЦН Твх k,і,l, Твих k,i,l тиску газу на вході і виході ВЦН Pвх k,і,l, Pвих k,i,l частоти обертання валу ВЦН nk,і,І та густини газу rk,i,l: Xk,i,l={Твх k,і,l, Твихk,i,l Pвх k,і,l, Pвих k,i,l nk,і, rk,i,l}, розраховують коефіцієнти стискальності, коефіцієнти ізобаричної стискальності, поправки до теплоємності на основі модифікованого рівняння стану Бенедикта-Вебба-Рабіна, далі з урахуванням розрахованих значень коефіцієнтів стискальності і поправок до теплоємності обчислюють значення зведеного ступеня стиску eпр Xk,i,l і поліфонного ( ) коефіцієнта корисної дії hпол (Хk,i,l) відповідно до політропного методу Шульца, для кожного k-го ВЦН, i-го вимірювання l-ої серії, і потім на основі розрахункових характеристик політропного коефіцієнта корисної дії hp та зведеного Q ,D пол k, j пр k, j ( ( ) ) ступеня стиску eр Q , D , j = 1, ND, де ND пр k, j пр k, j кількість видів узагальненого нормованого дефекту, які задаються в функції від величини і виду узагальненого нормованого дефекту Dk,j, у якості якого приймають зважену суму конкретних видів дефектів проточної частини ВЦН та що однозначно визначає відхилення розрахункових характеристик від відповідних паспортних для різних видів і 9 88183 величин дефектів проточної частини ВЦН складають систему з двох рівнянь p ì e ï пp k Xk,i, j = eпp k, j Dk,i,l, j, Qпp k,i,l, j , í ïhпол k Xk,i, j = hp k, j Dk,i,l, j, Qпp k,i,l, j пол î ( ( ) ) ( ) ( ) з якої за всією множиною векторів вимірювань {Хk,I,j} визначають множину значень узагальнених нормованих дефектів {Dk,i,I,,j}, де k= 1, NK, i= 1, NI , l= 1, NL, j= 1, ND та величини їхніх прогнозованих значень ìDr ü , які розраховують виходячи з í k,i,l, j ý þ î пропорційного збільшення значення узагальненого нормованого дефекту у функції від часу його наробітку, вимірюваного від початку серії, за допомогою виразу Dr = Dk,o,l, j + tнap × VDф , k,l, j k,i,l, j де Dk,o,l,j - розрахункове значення величини j-го узагальненого дефекту на момент початку l-ої серії вимірювань k-го ВЦН, VDфk,l,j - фільтроване значення швидкості збільшення величини j-го узагальненого дефекту на l-ій серії вимірювань VDk,l,j k-го ВЦН за час його наробітку між i-им і i-1 вимірюваннями, tнap - час наробітку ВЦН, що вимірюють від початку серії, при цьому значення Dk,0,l,j і VDk,l,j визначають по закінченню кожної серії вимірювання і=NI, розв'язуюючи наступну систему рівнянь ì ¶Fk,l -1, j =0 ï ï ¶D k,0,l, j , í ¶F k,l -1, j ï =0 ï ¶VD k,l -1, j î де величина Fk,l-1,j дорівнює NI ф )2 , а VD k,l,j визнаFk,l - 1, j å (Dk,i,l - 1, j - Dr = k,i,l - 1 j , = 1 i чають зі співвідношення VDk,l,j=b1×VDфk,l,j+b0×VDфk,l1,j , де b1, b0 - коефіцієнти фільтра, потім, по закінченні NL серій періодичних вимірювань для кожного k-го ВЦН вибирають вид найбільш ймовірного узагальненого нормованого дефекту с на основі критерію мінімуму середньоквадратичного відхилення узагальненого нормованого дефекту від його прогнозованого значення Dr ,i,l,j , який задовоk льняє наступній умові NL NI ç ÷ å å æ Dk,i,l, c ( Xk,i, l ) - Dr ,i,l,c ö k è ø l = 1i = 1 2 sZ i,k,l , Z=(Твх,Твих,Рвх,Рвих), формують множину NK розрахункових векторів вимірювань параметрів ВЦН {Хrк,i,l} k = 1, NK Xr k,i,l={Тrвх k,і,l, Тrвих r r k,i,l P вх k,і,l, P вих k,i,l nk,і,І rk,i,l}, на основі множини векторів {Хk,i,l} і вектора Хceh з урахуванням відновi,l лення інформації в каналах вимірювань з недостовірною інформацією, далі для кожного k-го ВЦН i-го виміру l-ої серії обчислюють значення зведеного ступеня стиску eпр (Хrk,i,l) і політропного коефіцієнта корисної дії hпол (Хrk,i,l) відповідно з політропним методом Шульца, визначають поточне значення узагальненого нормованого дефекту 88183 12 Dk,i,l,j,(Хrk,i,l) та зведеної об'ємної продуктивності Qпp r k,i,l,j(Х k,i,l), виходячи з розв'язання системи рівнянь ( ) ì æ r ö p ï eпp k ç Х k,i, j ÷ = eпp k, j Dk,i,l, j, Qпp k,i,l, j è ø , í ïhпол k æ Хr k,i, j ö = hp Dk,i,l, j, Qпp k,i,l, j ÷ ç пол k, j ø è î ( ) де ep (D , Q ), hp (D , Q ) розрахункові хапp k, j j пp пол k, j j пp рактеристики зведеного ступеня стиску та політропного коефіцієнта корисної дії у функції від виду і величини узагальненого нормованого дефекту Djj= 1, ND і зведеної об'ємної продуктивності Qпp, далі по закінченню кожної l-ої серії вимірювань розраховують прогнозоване значення величини jгo узагальненого нормованого дефекту на початок l+1 серії вимірювань кожного k-го ВЦН Dk,0,l,j і фільтрованої швидкості його зміни VDфk,l,j за значеннями яких визначають прогнозоване значення узагальненого нормованого дефекту j-го виду Drk,і,l+1,j на І+1 серії Dr = Dk,0,l, j + tнap k × VDф , k,l, j k,i,l + 1, j де tнар k - час наробітку k-го ВЦН від початку серії, потім після закінчення NL серій періодичних вимірювань NK агрегатних і цехових автоматик для кожного k-го ВЦН КЦ на основі критерію мінімуму середньоквадратичного відхилення узагальненого нормованого дефекту від його прогнозованого значення Dr ,i,l,j , вибирають вид найбільш k ймовірного узагальненого нормованого дефекту с виходячи з умови NL NI ç ÷ å å æ Dk,i,l, c ( Xrk,i,l, ) - Dr ,i,l,c ö k è ø l = 1i = 1 2 sZ i,k,l , Z=(Твх,Твих,Рвх,Рвих). Визначення недостовірної інформації та її усунення з розрахунків істотно підвищує точність і вірогідність результатів оцінки фактичного функціонально-технічного стану ВЦН. 3. Визначення теплотехнічних показників і фактичних характеристик кожного k-го ВЦН при i-ому вимірюванні за всією сукупністю вимірювань агрегатних і цехових автоматик забезпечує можливість уточнення інформації каналів вимірювання його параметрів або відновлення інформації каналів з недостовірною інформацією за інформацією каналів вимірювань інших NK-1 ВЦН КЦ. З цією метою формують множину NK розрахункових векторів вимірювання параметрів ВЦН {Хrк,i,l} k = 1, NK Xr r r r r k,i,l={Т вх k,і,l,Т вих k,i,l,P вх k,і,l, P вих k,i,l nk,і,І rk,i,l}, на основі множини векторів {Хк,i,l} і вектора Хceh з урахуi,l ванням відновлення інформації в каналах вимірювання з недостовірною інформацією. Вибір найбільш ймовірного узагальненого дефекту проточної частини кожного k-го ВЦН на основі множини розрахункових векторів вимірювань {Хrк,i,l}, i= 1, NI , l= 1,NL, виходячи з рішення системи рівнянь ì p æ r ö ï eпp k ç Х k,i,l ÷ = eпp k, j Dk,i,l,j, Qпp k,i,l, j è ø í ïhполk æ Хrk,i,l ö = hp D ,Q ç ÷ пол k, j k,i,l, j пp k,i,l, j è ø î ( ) ( ) без використання інформації про перепад тиску на звужуючому пристрої ВЦН і припущень про характер зміни його фактичних характеристик відносно паспортних є одним з головних факторів, що за 16 безпечує максимальну точність визначення теплотехнічних показників і характеристик ВЦН. 4. Розрахунок фактичних характеристик ВЦН за зведеним ступенем стиску, політропним коефіцієнтом корисної дії і зведеною внутрішньою відносною потужністю дозволяє визначити необхідні коефіцієнти технічного стану кожного ВЦН і його теплотехнічні показники. Так визначають коефіцієнти технічного стану ВЦН за потужністю і коефіцієнтом корисної дії f éN ù (Qпp ном ) ê ú (Q ) hf ë r ûпp k пол k пp ном , , Kh = KN = k k P П (Q ) h éN ù пол k пp ном (Qпp ном ) ê ú ë r ûпp k і розраховують його теплотехнічні показники: політропний коефіцієнт корисної f (Q ) , потужність hпол k,i h = пол k пp k,i,l дії 3 f æ nk,i,l ö éNù ÷ Nk,i = ê ú (Qпp k,i,l ) × rвх k,i,l × ç ÷ çn ë r ûпp k è ном ø і комерційну продуктивність Qком k,i = 0,00144 × (Pвх k,i,l + Рai,l ) × Тst × Qпp k,i,l × nk,i,l , Рst × Твх k,i,l × Zвх k,i,l × nном Спосіб визначення теплотехнічних показників і фактичних характеристик ВЦН кожного КЦ за інформацією всіх каналів вимірювання агрегатних і цехових автоматик на основі обчислення узагальнених нормованих дефектів їхніх проточних частин є уніфікованим способом для всіх експлуатованих типів ВЦН газотранспортної системи. На кресленнях наведені: Фіг.1 - система, що реалізує запропонований спосіб (приклад); Фіг.2 - схема послідовності дій запропонованого способу; Фіг.3 - схема модуля обробки серії векторів вимірювань та розрахунку теплотехнічних показників ВЦН. Система, що реалізує запропонований спосіб, містить датчики агрегатної автоматики NK ВЦН КЦ 1, блок обробки вхідної інформації і формування множини век горів вимірювань {Хk,i,l} k = 1, NK , блок визначення тиску і температури газу у вхідному і вихідному колекторах кожної ступені компримування газу 3, блок визначення каналів вимірювання з недостовірною інформацією 4, блок формування множин розрахункових векторів вимірювання параметрів ВЦН {Хrk,i,l} k = 1, NK 5, датчики цехової автоматики 6, блок обробки вхідної інформації і формування вектора параметрів цеху Хceh 7, стенди визначення впливу дефектів i,l проточних частин ВЦН на їхні фактичні характеристики 8, модуль визначення розрахункових характеристик ВЦН ( ) j р (D , Q )}, k , {= 1 NK, j 1, NJ e D= ,Q }, {h пол k, j j пp пр k, j j пр 9, блок визначення поточних значень {Qпр k,i,l,j} і {Dk,i,k,j} 10, блок розрахунку коефіцієнтів стиску і поправок до коефіцієнтів теплоємності 11, модуль 17 88183 узгодження паспортних характеристик на основі використовуваної газодинамічної моделі 12, блок розрахунку прогнозованих значень ìDr ü 13, í k,i,l, j ý þ î блок визначення найбільш ймовірного виду узагальненого дефекту {Dk,c} 14, блок розрахунку теплотехнічних показників ВЦН hпол k,i , Nk,i i {Qком { }{ } k,i} 15, блок розрахунку коефіцієнтів технічного стану ВЦН за потужністю K N і за ККД ìK h ü 16, í ký k î þ блок розрахунку фактичних характеристик ВЦН { } ( Q ) , { hf ef (Q ) }, пp k пp пол k пp ì ü ïé N ù f ï (Qпp )ý íê r ú ïë û пp k ï î þ 17, блок візуалізації та архівування 18 (Фіг.1). Датчики агрегатної автоматики NK ВЦН КЦ 1 забезпечують періодичні вимірювання значення температури газу на вході і виході кожного ВЦН Твхк,і,l, Твихk,i,l, тиску газу на вході і виході ВЦН Pвх k,і,l, Pвих k,i,l, частоти обертання валу ВЦН nk,I,l та густини газу rk,i,l. Блок обробки вхідної інформації і формування множини векторів вимірювань {Xk,i,l} 2 призначений для зчитування, аналізу вірогідності, відновлення недостовірної, фільтрації інформації датчиків агрегатної автоматики та для формування множини векторів вимірювань {Xk,i,l}, k= 1, NK , Xk,i,l={Твх k,і,l,Твих k,i,l,Pвх k,і,l,Pвих k,i,l,nk,і,І,rk,i,l}, Блок визначення тиску і температури газу у вхідному і вихідному колекторах кожної ступені компримування газу 3 призначений для обчислення для кожного i-го вимірювання l-ої серії розрахункових значень температури газу у вхідному і вихідному колекторі цеху ü ì kol ü ì kol ìТkol ü, ìТkol ü í вх s,i,l ý í вих s,i,l ý , íРвх s,i,l ý, íРвих s,i,l ý кожної sþ î þî î þ þî ої ступені компримування газу в залежності від схеми підключення ВЦН у КЦ; Блок визначення каналів вимірювання з недостовірною інформацією 4 призначений для обчислення по кожному і-му виміру l-ої серії за множи, ною векторів {Хk,i,l} i = 1 NK і вектором Хiceh ,l фактичних відхилень dТвх k,i,l , dТвих k,i,l , dРвх k,i,l , dРвих k,i,l і гранично припустимих відхилень вимірюваних значень температури і тиску газу на вході і виході ВЦН від розрахункових значень температури і тиску газу вхідного і вихідного колекторів sTвх k,i,l , sTвих k,i,l , sPвх k,i,l , sPвих k,i,l , визначення каналів вимірювання параметрів ВЦН із недостовірною інформацією в яких модуль фактичного відхилення перевищує гранично припустиме значення dZ i,k,l > sZ i,k,l , Z=(Твх,Твих, Рвх, Рвих). Блок формування множини розрахункових векторів вимірювання параметрів ВЦН Хrк,i,l 5 призначений для формування множини NK розрахункових векторів вимірювання параметрів ВЦН Xr r r r r , k,i,l={Т вх k,і,l,Т вих k,i,l,P вх k,і,l,P вих k,i,l,nк,і,І,rk,i,l}, k = 1 NK 18 на основі множини векторів {Хk,i,l} і вектора C ceh з i,l урахуванням відновлення інформації в каналах вимірювання з недостовірною інформацією. Датчики цехової автоматики 6 забезпечують періодичні вимірювання значення температури газу на вході і виході КЦ до апаратури повітряного охолодження Тceh , Тceh , тиску газу на вході і вх i,l вих i,l виході цеху Рceh , Рceh . вх i,l вих i,l Блок обробки вхідної інформації і формування вектора параметрів цеху Хceh 7 призначений для i,l зчитування, аналізу вірогідності, відновлення недостовірної, фільтрації інформації цехової автоматики і для формування вектора параметрів цеху Хceh i,l . Стенди визначення впливу дефектів проточних частин ВЦН на їхні фактичні характеристики 8 забезпечують можливість експериментального визначення фактичних характеристик ВЦН з різними видами дефектів у їхній проточній частині. Модуль визначення розрахункових характеристик ВЦН 9 призначений для визначення розрахункових зведеної характеристики ступеня стиску та політропного ККД функції від зведеної об'ємної продуктивності та величин і видів узагальнених нормованих дефектів. Блок визначення поточних значень Qпp k,i,l,j, Dk,i,l,j 10 призначений для розрахунку зведеного ступеня стиску eпр æ Хrk,i,l ö та політропного коефіç ÷ è ø цієнта корисної дії hпол (Хrk,i,l) за розрахунковим вектором вимірювання Хrк,i,l, знаходження поточних значень Qпp k,i,l,j, та Dk,i,l,j на основі розрахункових характеристик за знайденим значенням r eпр k æ Хr k,i,l ö та hпол k(Х k,i,l) шляхом рішення систеç ÷ è ø ми рівнянь та формування множини значень зведеної об'ємної продуктивності { } Q пp k,i,l, j ,= ND, k 1, NK, l 1 NL, та мно= 1, NI,= i j = , жини значень узагальненого нормованого дефекту {Dk,i,l, j }, i = 1,NI, j = ND, k = 1, NK, l = 1,NL . Блок розрахунку коефіцієнтів стискальності та поправок до теплоємності 11 призначений для розрахунку коефіцієнтів стискальності, коефіцієнтів ізобаричної стискальності, поправок до теплоємності на основі модифікованого рівняння стану Бенедикта-Вебба-Рабіна. Модуль узгодження паспортних характеристик ВЦН на основі використовуваної газодинамічної моделі стиску газу 12 призначений для уточнення положення однієї з трьох паспортних характеристик за двома іншими характеристиками на основі модифікованого рівняння стану Бендикта-ВеббаРобина та визначення показників процесу стиску газу за допомогою політропного метода Шульца. Блок розрахунку прогнозованих значень Drk,i,l,j 13 призначений для визначення значень узагаль 19 88183 нених нормованих дефектів {Dk,0,k,j}j=1,ND та значень швидкості їхнього збільшення {VDk,l,j}j=1,ND на момент початку l-ої серії вимірювань за результатами розрахунку значень цих дефектів на попередній серії вимірювань, обчислення фільтрованих значень швидкості збільшення дефектів {VDфk,l,j}j=1,ND та обчислення поточних прогнозованих значень узагальнених нормованих дефектів {Drk,i,l,j}. Блок визначення найбільш ймовірного виду узагальненого нормованого дефекту ВЦН Dk,c 14 призначений для вибору найбільш ймовірного узагальненого нормованого дефекту Dk,c , за обчисленими множинами значень {Dk,I,l,j} та {Drk,i,l,j} на основі критерію мінімуму величини середньоквадратичного відхилення узагальненого нормованого дефекту Dk,i,l,j від його прогнозованого значення Drk,i,l,j. Блок розрахунку теплотехнічних показників { } ВЦН hпол k,i , {Nk,i},{Qком k,i}, k = 1, NK, 15 призначений для обчислення теплотехнічних показників NK ВЦН, що відповідають і-ому вимірюванні на основі фактичних зведених характеристик ВЦН. Блок розрахунку коефіцієнтів технічного стану ВЦН за потужністю ìKN ü і ККД ìK h ü 16 признаí ký í ký î þ î þ чений для обчислення коефіцієнтів технічного стану ВЦН КЦ на основі їх фактичних зведених характеристик. Блок розрахунку фактичних зведених характеристик NK ВЦН 17 призначений для їх визначення на основі вибору найбільш ймовірного виду узагальненого нормованого дефекту Dk,c та розрахункових характеристик Q ,D , , eр пр k, c пр k, c ( ( ) ) . Q ,D hp пол k,c пр k,c Блок візуалізації та архівування 18 призначений для візуалізації та архівування поточної вхідної інформації та результатів розрахунку фактичних характеристик, коефіцієнтів технічного стану і теплотехнічних показників ВЦН газотранспортної системи. У відповідності зі схемою послідовності дій (Фіг.2) запропонований спосіб реалізується таким чином. Дії по знаходженню теплотехнічних показників та фактичних характеристик ВЦН газотранспортної системи за інформацією цехової та агрегатних автоматик розподіляються на дії, які виконуються одноразово та періодичні дії. За кожним типом ВЦН одноразово виконують наступні дії: - узгоджують паспортні характеристики ВЦН на основі використовуваної газодинамічної моделі стиску газу; - визначають розрахункові характеристики ВЦН. Необхідність узгодження паспортних характеристик, реалізована в модулі 12, диктується тим, що усі використовувані характеристики ВЦН у способі, що заявляється: паспортні, розрахункові, фактичні повинні ґрунтуватися на єдиному рівнян 20 ні стану природного газу і на єдиному методі визначення показників процесу стиску газу в ВЦН. Без узгодження паспортних характеристик ВЦН зростає методична похибка визначення фактичних зведених характеристик. Узгодження паспортних характеристик полягає в розрахунку однієї з трьох паспортних характеристик за двома іншими на основі модифікованого рівняння стану Бенедикта-Вебба-Рабіна та політропного метода Шульца визначення показників процесу стиску газу в ВЦН: - витратно-напірної характеристики за характеристиками політропного ККД та зведеної відносної внутрішньої потужності; - характеристики політропного ККД за характеристиками витратно-напірної та зведеної відносної внутрішньої потужності; - характеристики зведеної відносної внутрішньої потужності за характеристиками витратнонапірної та політропного ККД; Розрахункові характеристики ВЦН визначають на основі стендових випробовувань 8 та теоретичних досліджень зміни фактичних характеристик ВЦН для різних видів та величин дефектів проточної частини. За отриманими даними вказаних випробовувань та досліджень у модулі 9 визначають множини розрахункових характеристик політропного коефіцієнта корисної дії hр пол та зведеного ступеня стиску eр функції від зведеної об'ємної пр продуктивності Qпр та величини та виду узагальненого нормованого дефекту Dk,j, ü ìhр í пол k, j Dk, j, Qпр ý, k = 1, NK, j = 1, ND, þ î р ü ìe í пр k, j Dk, j, Qпр ý, k = 1, NK, j = 1, ND, þ î де NK - кількість газоперекачувальних агрегатів у КЦ, ND - кількість видів узагальнених нормованих дефектів. У якості узагальненого нормованого дефекту приймають зважену суму конкретних видів дефектів проточної частини відцентрового ВЦН, що однозначно визначає відхилення цих характеристик від відповідних паспортних для різних видів і величин дефектів проточної частини ВЦН (зазор в ущільненні покриваючого диска, підріз лопаток робочого колеса та лопаткового дифузора та ін.). Також у модулі 9 знаходять номінальний об'ємний показник політропи функції від об'ємної зведеної продуктивності m Vн Q пр . ( ( ) ) ( ) Виконувані періодичні дії у свою чергу підрозділяються на обчислення, які передбачають обробку кожного вимірювання в серії з NI вимірювань та на дії з результатами обчислень по закінченню кожної серії. По завершенню обробки NL-oї серії вимірювань визначають фактичні зведені характеристики і коефіцієнти технічного стану ВЦН (Фіг.2). У модулі обробки серії розрахункових векторів вимірювань {Хrk,i,l} і розрахунку теплотехнічних показників ВЦН (Фіг.3) періодично за кожним і-им вимірюванням виконують наступні дії. За допомогою блоку обробки вхідної інформації і формування вектора вимірювань Хk,i,l 2 з дат 21 чиків агрегатних автоматик NK ВЦН КЦ періодично зчитують наступну інформацію: температуру газу на вході та виході ВЦН Твх k,і,l, Твих k,i,l, тиск газу на вході і виході ВЦН Pвх k,і,l, Pвих k,i,l, частоту обертання вала ВЦН nk,і,І та густину газу rk,i,l. Цю інформацію аналізують на достовірність, відновлюють недостовірну та фільтрують з відповідних датчиків агрегатних автоматик. Формують вектор вимірювань Xk,i,l={Твх k,і,l,Твих k,i,l,Pвх k,і,l,Pвих k,i,l,nk,і,І, rk,i,l}. Аналогічно, за допомогою блоку обробки вхідної інформації і формування вектора вимірювань параметра цеху Хceh 7 з датчиків цехової автоi,l матики 6 періодично зчитують значення температури газу на вході цеху і виході цеху до апаратури повітряного охолодження Тceh , Тceh тиску газу вх i,l вих i,l на вході і виході цеху Рceh , Рceh абсолютного вх i,l вих i,l тиску атмосферного повітря Ra i,l . Цю інформацію аналізують на вірогідність, відновлюють недостовірну і фільтрують з відповідних датчиків цехової автоматики. Формують вектор вимірювань параметрів цеху Хceh ={ Тceh , Тceh Рceh , Рceh Ra i,l }, i,l вх i,l вих i,l вх i,l вих i,l Потім у блоці визначення тиску і температури газу у вхідному і вихідному колекторах кожної ступені компримування газу 3 у залежності від схеми підключення ВЦН у КЦ за векторами {Хk,i,l}, k=1,NK і Хceh обчислюють відповідні значення темпераi,l тури і тиску газу в колекторах kol , Тkol kol , Рkol Т Р . Для паралельної вх s,i,l вих s,i,l , вх s,i,l вих s,i,l схеми підключення ВЦН ці значення дорівнюють: NK ö æ ÷ ç Тceh + a ×Т ç вх i,l å k, i, l вх k, i,l ÷ k =1 kol ø, è Т = вх s, i,l æ NK ö ç a + 1÷ ç å k,i,l ÷ ø è k =1 NK ö æ ÷ ç Tceh + a ×T ç вих i,l å k, i,l вих k,i,l ÷ k =1 ø, è Tkol вх s, i,l = æ NK ö ç ÷ a +1 ç å k,i, l ÷ èk =1 ø NK ceh - DPceh + a (P P ) P вх i, l å k,i,l вх k,i,l + D вх k,i,l вх i,l k =1 , Pkol = вх s,i,l NK å ak,i,l + 1 k =1 NK Pceh - DPceh + å ak,i, l(Pвих k,i, l + DPвих k,i, l ) вих i,l вих i, l k =1 б Pkol вих s,i,l = NK å ak,i,l + 1 k =1 де аk,i,l - ознака роботи k-го ВЦН при i-ом вимірюванні l-ої серії на магістраль. Значення аk,i,l=1, якщо ВЦН працював і ак,і,l=0 у протилежному випадку. 88183 22 DРceh , DРceh - оцінки втрат тиску газу між вх i,l вих i,l точкою вимірювання тиску цеху і тиском у відповідному колекторі; DРceh , - оцінки втрат тиску газу між тиском вх k,i,l газу у вхідному колекторі і тиском на вході в k-ий ВЦН. DРceh - оцінки втрат тиску газу між тиском вих k,i,l газу у вихідному колекторі і тиском на виході k-го ВЦН. У випадку інших можливих схем підключення в наведених виразах сумування виконують тільки за підключеними до колектора ВЦН, і цехові параметри сумують тільки при визначенні параметрів газу у вхідному і вихідному колекторах цеху. Розраховані значення температури і тиску газу в колекторах використовують в блоці визначення каналів вимірювання з недостовірною інформацією для обчислення за безліччю векторів {Хk,i,l} i = 1, NK і вектором Хiceh фактичних відхилень ,l dТвх k,i,l , dТвих k,i,l , dРвх k,i,l , dРвих k,i,l і гранично припустимих відхилень вимірюваних значень температури і тиску газу на вході і виході ВЦН від розрахункових значень температури і тиску газу відповідних вхідних і вихідних колекторів sTвхk,i,l , sTвихk,i,l , sPвх k,i,l , sPвихk,i,l . Фактичні відхилення параметрів k-го ВЦН dTвх k,i,l , dTвих k,i,l , dPвх k,i,l , dPвих k,i,l s-ої ступені компримування газу від відповідних розрахункових у колекторі визначають як: dTвх k,i,l = Tвх k,i,l - Tkol ; вх s,i,l ; dTвих k,i,l = Tвих k,i,l - Tkol вих s,i,l (2) dPвх k,i,l = Pвх k,i,l + DPвх k,i,l - Pkol ; вх s,i,l dPвих k,i,l = Pвих k,i,l + DPвих k,i,l - Pkol вих s,i,l Відповідні гранично припустимі відхилення параметрів sTвх k,i,l , sTвих k,i,l , sPвх k,i,l , sPвих k,i,l визначаються граничними похибками каналів вимірювання параметрів ВЦН, і додатково для тиску газу, граничною похибкою оцінок втрат тиску газу між колекторами і входом (виходом) ВЦН. При порівнянні фактичних відхилень з відповідними граничними можливі наступні ситуації: 1. Для всіх ВЦН по кожному з параметрів Z виконується умова dZk,i,l £ sZk,i,l . У цьому випадку інформація всіх каналів вимірювання параметрів ВЦН достовірна. 2. По одному з параметрів Z для одного k-го ВЦН s-ої ступені компримування газу виконується умова dZ k,i,l > sZk,i,l . У цьому випадку роблять висновок про невірогідність інформації каналу вимірювання параметра Z k-то ВЦН та уточнюють значення параметра Z у колекторі s-ої ступені 23 88183 компримування газу шляхом виключення недостовірної інформації. 3. По одному з параметрів Z для двох і більш ВЦН s-ої ступені компримування газу виконується умова dZ k,i,l > sZk,i,l . У цьому випадку визначають ВЦН k, у якого максимальне по величині фактичне відхилення dZk,i,l = max . Роблять висновок про невірогідність інформації каналу вимірювання параметра Z для цього k-го ВЦН та уточнюють значення параметра Z у колекторі s-ої ступені компримування шляхом виключення недостовірної інформації з цього ВЦН. Потім обчислюють уточнені фактичні відхилення параметрів відповідно до (2) і повторюють дану процедуру порівняння. У наступному блоці обчислень 5 формують множину розрахункових векторів вимірювання параметрів ВЦН {Хrк,i,l} i = 1, NK на основі вірогідності інформації каналів вимірювання параметрів ВЦН і, у загальному випадку, уточненої інформації про розрахункові значення температури і тиску газу в колекторах. Логіка формування розрахункових векторів вимірювання параметрів Xrk,i,l={Тrвх k,і,l,Тrвих r r k,i,l,P вхк,і,l,P вих k,i,l,nk,і,І,rk,i,l} для всіх ВДН однакова: r Т вх k,і,l, безумовно присвоюється значення Тkols,i,l вх Тrвих k,i,l дорівнює Твих k,i,l,. у випадку достовірної інформації або дорівнює Тkol в протилежнових s,i,l му випадку; Prвх k,і,l дорівнює Pвх k,і,l випадку достовірної інформації або дорівнює æ Рkol - DРвх k,i,l ö у проç вх k,i,l ÷ è ø тилежному випадку; Prвих k,і,l дорівнює Pвих k,і,l у випадку достовірної ö інформації або дорівнює æ Рkol ç вих k,i,l - DРвих k,i,l ÷ у è ø протилежному випадку. Далі в циклі за кожним ВЦН виконують наступні дії. У блоці розрахунку коефіцієнтів стискальності та поправок до теплоємності 11 розраховують коефіцієнти стискальності на вході та виході ВЦН Zвx k,i,l, Zвих k,i,l, середній коефіцієнт стискальності Zcep k,i,l, середній коефіцієнт ізобаричної стискальності Vcep, середнє значення теплоємності газу Ср сeр на основі модифікованого рівняння стану БенедиктаВебба-Рабіна. З урахуванням розрахованих значень коефіцієнтів стискальності та теплоємності обчислюють політропний напір Нn(Xrk,i,l) та об'ємний і температурний показники політропи mv(Xrk,i,l), m т(Xrk,i,l) 2 æ n ö Нn = Нn æ Xr ö × ç n ÷ , [Дж/кг]; ç k,i,l ÷ ç è ø è nk,i,l ÷ ø m (X ) ö æ ö V k ,i,l ç æ Rr ÷ ç ç вих k,i,l ÷ - 1÷ , ç ÷ ç r ÷ ç ç Rвх k,i,l ÷ ÷ çè ÷ ø è ø r Zвх k,i,l × R × Tвх k,i,l Нn æ Xr ö = ç k,i,l ÷ ø è [Дж/кг]; 24 r ö ö æ r æZ ç вих k,i,l × Tвих k,i,l ÷ ç Pвих k,i,l ÷ / lgç mv ( Xr ) = lgç ÷; ÷ k,i,l ÷ ÷ ç Pr ç Zвх k,i,l × Tr вх k,i,l ø è вх k,i,l ø è æ Tr ö æ Pr ö ç вих k,i,l ÷ ç вих k,i,l ÷ mт ( Xr ) = lgç ÷ / l1gç ÷; k,i,l ç Tr ÷ ç Pr ÷ è вх k,i,l ø è вх k,i,l ø 1204 × R пов , R= , [кгс×м/кг×К] rk,i,l Далі для кожного виду узагальненого нормованого дефекту Dk,j виконують наступні дії. Розраховують значення об'ємної зведеної продуктивності Qsпp для обчислення об'ємного номінального показника політропи m v Q пр . як н ( ) середнє значення мінімального Qпр min та максимального значень Qпp max зведеної об'ємної продуктивності. Номінальний об'ємний показник політропи s mv Qпр для Qпp=Q пр розраховують шляхом лін ( ) нійної інтерполяції. У блоці визначення поточних значень Qпp k,і,l,j, Dk,i,l,j 10 розраховують значення зведеного ступеня стиску eпр æ Хrk,i,l ö та політропного коефіцієнта ç ÷ è ø корисної дії hпол (Хrk,i,l) відповідно до політропного методу Шульца для розрахункового вектора вимірювань æ Хr k,i,l ö за формулами: ç ÷ è ø 1 ) × Нn ö m V (Qпрk , i,l ) æ m (Q пр r ö = ç v Н пр k,i,l eпр æ X ; + 1÷ Н ç k,i,l ÷ ÷ è ø ç Zпр × Rпр × Твх пр ø è æ ö ç ÷ Zсері × R ÷ hпол æ Xr ö = ç ç i,k,l ÷ è ø çС -1æ r ö ÷ ç р сері - Zсері × R × Vсері × m т ç Xi,k,l ÷ ÷ è øø è -1 × 1 m т ( Xr ) i,k,l Значення Dk,і,l,j, Qk,і,l,j знаходять з рішення наступної системи рівнянь: ì p æ r ö ï eпp k ç Х пр k,i, j ÷ = eпp k, j Dk,i,l, j, Qпp k,i,l, j è ø , í ïhпол k æ Хrпр k,i, j ö = hp Dk,i,l, j, Qпp k,i,l, j ç ÷ пол k,j è ø î За умови коли абсолютна величина різниці між Qsпр та Qпр k,і,l,j більше заданої константи Qc значенню Qsпр надають значення Qпр k,і,l,j та повторюють дії, починаючи з розрахунку об'ємного номінального показника політропи. В іншому випадку визначають множину значень зведеної об'ємної продуктивності ( ) ( { ) } Q пp k,i,l, j , i = 1, NI, j = ND, k = 1, NK, l = 1 NL, та мно, жину значень узагальненого нормованого дефекту {Dk,i,l, j }, i = 1,NI, j = ND, k = 1, NK, l = 1,NL . Вище вказані дії повторюють для всіх видів узагальненого нормованого дефекту {Dj},j= 1, ND та для кожного і-го, i= 1, NI , вимірювання з серії. По закінченні (l-1)-ої серії вимірювань у блоці 13 для кожного j-го виду узагальненого нормованого дефекту обчислюють розрахункове значення 25 88183 його величини Dk,0,l,j та швидкості його збільшення VDk,l,j на момент початку наступної I-ої серії вимірювань, виходячи з рішення наступної системи рівнянь ì ¶Fk,l -1, j = 0 ï ï ¶Dk,0,l, j , í ¶F k,l -1, j ï = 0 ï ¶VD k,l -1, j î NI де Fk,l -1, j = å (Dk,i,l -1 j - Dr )2 , k,i,l -1, j i= 1 З метою зменшення впливу похибок датчиків агрегатної автоматики на розрахунок прогнозованих значень узагальнених нормованих дефектів {Drk,i,l,j} обчислення швидкості фільтрують за допомогою фільтра першого порядку, VDk,l,j=b1×VDфk,l,j+b0×VDфk,l-1,j , де b1, b0 - коефіцієнти фільтра. Прогнозовані значення Drk,i,l,j розраховують виходячи з пропорційного збільшення узагальненого нормованого дефекту у функції від часу його наробітку tнар, вимірюваного від початку серії, за допомогою виразу Dr = Dk,0,l, j + tпap × VDф , k,l, j k,i,l, j По завершенню обчислення значень узагальнених нормованих дефектів та їхніх прогнозованих значень для всіх NL серій вимірювань у блоці визначення найбільш імовірного виду узагальненого нормованого дефекту k-го ВЦП Dk,c 14 за обчисленою множиною значень , = 1, NK, i= 1 NI, l 1 NL, j= 1, ND на основі {Dk,i,I,,j}, k = , критерію мінімуму величини середньоквадратичного відхилення узагальненого нормованого дефекту від його прогнозованого значення Drk,i,l,j вибирають найбільш ймовірний узагальнений нормований дефект Dk,c. NL NI ç ÷ å å æ Dk,i,l, c ( Xk,i, l ) - Dr , i,l,c ö k è ø l = 1i = 1 2 < NL NI r å å (Dk,ii,l, j( Xk,i,l ) -Dk,i,l, j )2 l = 1i = 1 для j=1,..., c-1, c+1,...ND... Фактичні зведені характеристики k-го ВЦН f ( Q ) hf e (Q ) визначають у блоці 17 пp k пp , пол k пp шляхом лінійної інтерполяції розрахункових характеристик обраного виду узагальненого нормованого дефекту с політропного коефіцієнта корисної дії та зведеного (Q ) = hp hf Q ,D пол k,c пр k,c пол k пp ( ) ( ) ( Q ) = eр ef Q ,D , пp k пp пр k, c пр k, c при Dk,c=Dk,o,NL,c,. Для визначення фактичних зведеної витратно-напірної e f ( Qпp ) політропного пp k ступеня стиску ККД hf (Q ) та зведеної внутрішньої відноспол k пp f ної потужності [N r]пp k (Qпp ) характеристику вигляді апроксимуючих поліномів необхідного ступеня діапазон зведеної об'ємної продуктивності від мінімального значення Qпр min k до максимального 26 Qпр max k розбивають на рівні відрізки та формують множину значень зведеної об'ємної продуктивності {Qпp t}, де t= 1,NT та NT - кількість елементів масиf ву. За фактичними характеристиками eпp k (Qпp ) та f hполk (Qпp ) для сформованої множини значень {Qпp t} визначають відповідно масиви значень e пp k, t та hпол k, t t= 1, NT на основі яких розраховують апроксимуючі поліноми відповідно фактичних витратно-напірної та політропного ККД характеристик. Апроксимуючий поліном фактичної характеристики зведеної внутрішньої відносної f потужності [N r]пp(Qпp ) розраховують за масива { } { } { } { } ми значень e пp k, t та hпол k, t t= 1, NT на основі використовуваної в способі, що заявляється, газодинамічної моделі процесу стискання газу. Коефіцієнти технічного стану для всіх NK ВЦН КЦ розраховують в блоці 16 у такий спосіб: за потужністю f éNù (Qпp ном ) ê ú r N = ë ûпp k , K k P éNù (Qпp ном ) ê ú ë r ûпp k де символ "П" позначає визначення параметра за відповідною паспортною характеристикою, а символ "ном" - номінальне значення зведеної об'ємної продуктивності ВЦН, і за політропним ККД (Q ) hf h = пол k пp ном , Kk P hпол k (Qпp ном ) Теплотехнічні показники ВЦН розраховують в блоці 15 після визначення їхніх фактичних характеристик для кожного наступного розрахункового вектора вимірювань. Розраховують політропний ККД hпол k,i = hf (Q ) потужність пол k пp k,i,l 3 f ö æn éNù Nk,i = ê ú (Qпp k,i,l ) × rвх k,i,l × ç k,i,l ÷ ÷ çn ë r ûпp k è ном ø і комерційну продуктивність Qком k,i = 0,00144 × (Pвх k,i,l + Рai,l ) × Т st × Qпp k,i,l × nk,i,l , Рst × Твх k,i,l × Zвх k,i,l × nном де Qпp k,i,l - значення зведеної об'ємної продуктивності, розраховане за вектором Хrk,i,l і характеQ , , а rвх k,i,l і Zвх k,i,l значення ристикою e f пр k, пр ( ) густини газу і відповідно коефіцієнта стискальності газу на вході k-ого ВЦН, Tst, Pst - значення температури і тиску газу, при яких визначається комерційна продуктивність. Джерела інформації: 1. Определение газодинамических характеристик нагнетателей на КС. A.M. Проскуряков, А.И. Черников, В.И. Лысюк, М.Б. Письман. Газовая промышленность, №5, 2000г, с.48-50. 2. Поршаков Б.П., Лопатин А.С., Назарьина A.M., Рябченко А.С. Повышение эффективности 27 эксплуатации энергопривода компрессорных станций. - М.: Недра, 1992. - 207 с.: ил. 3. Патент на корисну модель №19308 Спосіб визначення фактичних характеристик парку ВЦН 88183 28 газотранспортної системи. МПК (2006) G01F1/34, бюл.12. 29 88183 30 31 88183 32 33 Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 88183 Підписне 34 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601