Моделирование дисбаланса ротора нагнетателя, обусловленного отложениями в его проточной части

Об авторах:

Степанов Михаил Сергеевич, старший преподаватель, кафедра газонефтетранспортных систем и оборудования нефтяной и газовой промышленности, Институт нефти, газа и энергетики, Кубанский государственный технологический университет, Краснодар, Россия; m.s.stepanov@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-0513-2681

Бунякин Алексей Вадимович, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры математических и компьютерных методов, Кубанский государственный университет, Краснодар, Россия; alex.bunyakin@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-1849-1667

Дунаев Владислав Игоревич, доктор физико-математических наук, профессор, кафедра газонефтетранспортных систем и оборудования нефтяной и газовой промышленности, Институт нефти, газа и энергетики, Кубанский государственный технологический университет, Краснодар, Россия; dunayev1964@bk.ru, https://orcid.org/0000-0002-4166-6808

Аннотация:

В работе рассматривается математическая модель, описывающая дисбаланс ротора центробежного нагнетателя, обусловленный неравномерным распределением отложений в проточной части его первой ступени.

Целью исследования является количественная оценка величины этого дисбаланса в зависимости от эксплуатационных данных агрегата, допускающих непосредственное измерение.

Получено аналитическое выражение для момента силы на роторе нагнетателя, учитывающее зависимости между перераспределенным расходом, динамической вязкостью газа и толщиной слоя отложений, позволяющее оценить величину силы, создающей динамический дисбаланс ротора.

Результаты исследования могут быть использованы для диагностики наличия отложений в межлопаточных каналах центробежного нагнетателя природного газа, указывающей на необходимость проведение мероприятий по обслуживанию проточной части агрегата непосредственно по ее техническому состоянию.

Список литературы:

Будзуляк Б. В., Лопатин А. С., Ляпичев Д. М. 2019. Техническое диагностирование оборудования и трубопроводов объектов нефтегазового комплекса с применением инновационных технологий // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. № 11 (556). С. 21–26. DOI 10.33285/0132-2222-2019-11(556)-21-26

Дадонов Д. Д. 2021. Исследование и совершенствование метода очистки проточных частей ГТД // Аллея науки. Том 1. № 11 (62). С. 116–122.

Егоров А. Г., Шарафеев Р. Ф., Сагбиев И. Р. (2021). Применение инновационного метода очистки сменной проточной части центробежного компрессора ГПА без остановки на ремонт // Компрессорная техника и пневматика. № 4. С. 41–44.

Зусман Г. В., Барков А. В. 2011. Вибродиагностика: учебное пособие / Под общей редакцией В.В. Клюева. М.: Издательский дом «Спектр». 215 с.

Кампсти Н. 2000. Аэродинамика компрессоров / пер. с англ. под ред. Ф. Ш. Гельмедова,
Н. М. Савина. М.: Мир. 688 с.

Кунина П. С., Величко Е. И., Степанов М. С. [и др.]. 2018. Влияние отложений на лопатках на работу нагнетателя газоперекачивающего агрегата // Нефть. Газ. Новации. № 5. С. 55–57.

Кунина П. С., Павленко П. П., Величко Е. И. 2010. Диагностика энергетического оборудования трубопроводного транспорта нефти и газа. Краснодар: Издательский дом «Юг». 552 с.

Ляпичев Д. М., Житомирский Б. Л., Адмакин М. М. [и др.]. 2018. Разработка и внедрение системы мониторинга НДС конструкций компрессорных станций газопроводов // CADFEM Review. № 5. С. 14–18.

Манькина Н. Н., Овечкина О. В., Загретдинов И. Ш. 2005. Опыт применения парокислородной очистки, пассивации и консервации проточных частей паровых турбин // Теплоэнергетика. № 2. С. 47–52.

Перевощиков, С. И. 2011. Параметрическая диагностика технического состояния центробежных нагнетателей природного газа // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. № 3 (87). С. 97–107.

Перевощиков С. И. 2016. Методика параметрической диагностики газоперекачивающих агрегатов с турбоприводом // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. № 5 (119). С. 101–108. DOI: 10.31660/0445-0108-2016-5-101-108

Перевощиков С. И. 2020. Анализ методик параметрической диагностики технического состояния центробежных нагнетателей природного газа // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. № 6 (144). С. 99–106. DOI: 10.31660/0445-0108-2020-6-99-106

Поздеева А. М., Петроченков А. Б. 2020. Методы технической диагностики центробежного нагнетателя на газоперекачивающем агрегате // Энергетика. Инновационные направления в энергетике. CALS-технологии в энергетике. Том 1. С. 40–49.

Решетникова О. А., Гордеева Г. В. 2020. Техническая диагностика и анализ надежности и состояния газоперекачивающих агрегатов // Способы, методы и процессы технического и технологического развития: сборник статей по итогам Международной научно-практической конференции (14 декабря 2020 г., Калуга, Россия). Стерлитамак: «Агентство международных исследований». С. 75–79.

Седов Л. И. 1977. Методы подобия и размерности в механике. 8-е изд., перераб. М.: Наука. 440 с.

Степанов М. С., Величко Е. И. 2021. Моделирование изменения крутящего момента ротора центробежного нагнетателя с учетом образовавшихся отложений // Прикладная математика: современные проблемы математики, информатики и моделирования: материалы III всероссийской научно-практической конференции молодых ученых (21–24 апреля 2021 г., Краснодар, Россия). Том I. Краснодар: «Российское энергетическое агентство» Минэнерго России Краснодарский ЦНТИ — филиал «РЭА» Минэнерго России. С. 53–57.

Stepanov M. S., Bunyakin A. V. 2020. Diagnostics of sediment occurrence in interblade channel of injector impeller of gas compressing station by changes of gas flow and torque // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: International Science and Technology Conference “EarthScience”. Vol. 459. Chapter 4. Article 052081. DOI 10.1088/1755-1315/459/5/052081