A A A Ц Ц Ц Ц

ШРИФТ:

Arial Times New Roman

ИНТЕРВАЛ:

х1 х1.5 х2

КЕРНИНГ:

Обычный Средний Большой

ИЗОБРАЖЕНИЯ:

Черно-белые Цветные
Для слабовидящих Обычная версия
научно-технический и производственный журнал
ISSN 2079–3332 (print)
ISSN 3034-6835 (online)
основан в 2001 году

Обзор перспективных систем мониторинга водоотливных установок при строительстве подземной части метрополитена

Новости

Оригинальные статьи: 2025 г. № 2

Обзор перспективных систем мониторинга водоотливных установок при строительстве подземной части метрополитена

DOI: 10.56195/20793332-2025-25-2-19-25

Читать в pdf Е. А. Александров
  1. Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва, Российская Федерация
стр. 19-25, №2/2025
Аннотация:
Описаны возможные условия применения и отличительные особенности водоотливных установок при строительстве подземной части метрополитена. Определены наиболее частые причины снижения характеристик или выхода из строя насосного оборудования: засор насоса, неисправности подшипников, утечки из-за дефектов уплотнений, а также серьезные неисправности, требующие замены (прогорание статора или повреждение крыльчатки насоса). Рассмотрена возможность применения системы мониторинга по фактическому состоянию, которая будет применима к основным группам неисправностей, возникающих во время эксплуатации насосного оборудования. Приведен обзор основных существующих и перспективных видов мониторинга водоотливных систем и существующих коммерческих электронных блоков управления насосными системами, как то: спектральный анализ токов приводного асинхронного двигателя; установка датчиков основных выходных параметров насоса (давление, расход жидкости); спектральный анализ и общий уровень вибрации гидравлической и электрической части насоса; применение анализатора межвиткового короткого замыкания; методы обнаружения кавитации в насосе (регистрация механических колебаний, высокочастотных пульсация давления, акустических шумов и визуальных образов), а также возможность применения крупных вибромониторинговых систем на основе машинного обучения и нечеткой логики. Привведены рекомендации о возможности применения вышеприведенных мониторинговых систем.
Ключевые слова:
метрополитен, строительство, насос, водоотливная установка, кавитация, спектральный анализ, вибромониторинг, межвитковое короткое замыкание, машинное обучение, датчик давления, асинхронный двигатель
Для цитирования:
Александров ЕА. Обзор перспективных систем мониторинга водоотливных установок при строительстве подземной части метрополитена. Маркшейдерия и недропользование. 2025;25(2):19-25. https://doi.org/10.56195/20793332-2025-25-2-19-25.
Информация об авторах:
  1. Егор Александрович Александров – аспирант 3-го курса кафедры горного оборудования, транспорта и машиностроения. Федеральное государ- ственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, Российская Федерация, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы:
  1. 1. СНиП 32-02-2003 Метрополитены»: СП 120.13330.2012 : утв. Министерством регионального развития 30.06.2012: ввод. в действие с 01.01.2013. Москва, 2016: 58 [SNiP 32-02-2003 Subways: SP 120.13330.2012: approved by the Ministry of Regional Development on 30.06.2012: put into effect on 01.01.2013. Moscow, 2016: 58 (In Russ.)]
  2. 2. Потапов МА, Потапова ЕВ. Стволопроходческие комплексы: практика применения для проходки вертикальных стволов Московского метрополитена за последние 10 лет. Метро и тоннели. 2016;2:12-7 [Potapov MA, Potapova EV. Shaft boring complexes: practice of application for driving vertical shafts of the Moscow metro over the past 10 years. Metro and tunnels. 2016;2:12-7 (In Russ.)]
  3. 3. Есауленко ПГ. Новый прорыв в технологии проходки шахтных стволов. Метро и тоннели. 2020;3:42-4. [Esaulenko PG. A new breakthrough in shaft sinking technology. Metro and Tunnels. 2020;3:42-4 (In Russ.)]
  4. 4. Федунец БИ, Мазеин СВ. Оснащение щита для минимизации осадки земной поверхности грунтопригрузом тоннелепроходческого механизированного комплекса. Метро и тоннели. 2016;2:4-6. [Fedunets BI, Mazein SV. Shield equipment to minimize surface subsidence by using earth pressure in a tunnel boring machine. Metro and Tunnels. 2016;2:4-6 (In Russ.)]
  5. 5. Надежность в технике (ССНТ). Состав и общие правила задания требований по надежности: ГОСТ 27.003-2016. Введ. 2017.09.01. Мо- сква, 2018:14. [Reliability in engineering (SSNT). Structure and general rules for reliability requirements: GOST 27.003-2016. Enacted 2017.09.01. Moscow, 2018:14 (In Russ.)]
  6. 6. Пашковец ВС. Способы проходки тоннелей в условиях крупных городов. Master’s Journal. 2019;1:102-9. [Pashkovets VS. Methods of tunneling in large cities. Master’s Journal. 2019;1:102-9 (In Russ.)]
  7. 7. Kallesøe C. Fault detection and isolation in centrifugal pumps. Department of Control Engineering. Aalborg University, 2005.
  8. 8. Овчинников НП. Прочностной расчет вала насоса с изношенным рабочим колесом. Инженерные технологии и системы. 2017;27:4. [Ovchinnikov NP. Strength calculation of a pump shaft with a worn impeller. Engineering technologies and systems. 2017;27:4 (In Russ.)]
  9. 9. Baldassarre A, de Lucia M, Nesi P. Real-Time Detection of Cavitation for Hydraulic Turbomachines. Real-Time Imaging. 1998;4(6):403-16.
  10. 10. Каримова АЛ. Способ повышения эксплуатационных характеристик насосных агрегатов нефтеперекачивающих станций. Аллея нау- ки. 2020;2(11):147-9. [Karimova AL. Method for improving the performance of pump units at oil pumping stations. Science Alley. 2020;2(11):147-9 (In Russ.)]
  11. 11. Kumar EA, Singh EA, Maurya RM. Assessment of Mechanical Problems for Centrifugal Pumps in Eastern Uttar Pradesh, India. International Journal of Advanced Engineering, Management and Science. 2018; 4(9):686-9.
  12. 12. Luo Y, Han Y, Zhang F. Research on the operation condition indicator for centrifugal pump based on sensorless monitoring technology. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E. Journal of Process Mechanical Engineering. 2021;235(2):514-26.
  13. 13. Eren L, Devaney MJ. Motor bearing damage detection via wavelet analysis of the starting current transient. IMTC 2001. Proceedings of the 18th IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference. Rediscovering Measurement in the Age of Informatics (Cat. No. 01CH 37188). 2001;3:1797-800.
  14. 14. Schoen RR, et al. Motor bearing damage detection using stator current monitoring. IEEE transactions on industry applications. 1995;31(6):1274-9.
  15. 15. Benbouzid MEH. A review of induction motors signature analysis as a medium for faults detection. IEEE transactions on industrial electronics. 2000;47(5):984-93.
  16. 16. Friedrichs J, Kosyna G. nter. Rotating cavitation in a centrifugal pump impeller of low specific speed. J. Fluids Eng. 2002;124(2):356-2.
  17. 17. Bonnett AH, Soukup GC. Cause and analysis of stator and rotor failures in three-phase squirrel-cage induction motors. IEEE Transactions on Industry applications. 1992;28(4):921-37.
  18. 18. Kliman GB, et al. A new approach to on-line turn fault detection in AC motors. IAS’96. Conference Record of the 1996. IEEE Industry Applications Conference Thirty-First IAS Annual Meeting. 1996;1:687-93.
  19. 19. Dutta N, et al. Identification of water hammering for centrifugal pump drive systems. Applied Sciences. 2020;10(8):2683.
  20. 20. Surek D. Pressure oscillations in side channel pumps. Forschung im Ingenieurwesen. 2000;66(2):79-93.
  21. 21. Sayers AT. Hydraulic and Compressible Flow Turbomachines. Oxford: McGraw-Hill, 1990:456.
  22. 22. Murovec J, et al. Psychoacoustic approach for cavitation detection in centrifugal pumps. Applied Acoustics. 2020;165:107323.
  23. 23. Lohrberg H. et al. Numerical and experimental investigations on the cavitating flow in a cascade of hydrofoils. Experiments in fluids. 2002;33(4):578-86.
  24. 24. Friedrichs J, Kosyna G nter. Rotating cavitation in a centrifugal pump impeller of low specific speed. J. Fluids Eng. 2002;124(2):356-62.
  25. 25. Neill GD, et al. Detection of incipient cavitation in pumps using acoustic emission. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part E. Journal of process mechanical engineering. 1997;211(4): 267-77.
  26. 26. Čudina M, Prezelj J. Noise generation by rotating stall and surge in a vacuum cleaner suction unit. Fan Noise 2003: Proceedings of the 2nd International Symposium, An International INCE Symposium. Senlis, France: CETIM, Technical Centre for Mechanical Industries; CETIAT, 2003: 1-8.
  27. 27. Baldassarre A, de Lucia M, Nesi P. Real-time detection of cavitation for hydraulic turbomachines. Real-Time Imaging. 1998;4(6):403-16.
  28. 28. Hajnayeb A, et al. Vibration-based cavitation detection in centrifugal pumps. Diagnostyka. 2017;18(3):77-83.
  29. 29. le Bleu Jr J, Xu M. Vibration monitoring of sealess pumps using spike energy. Sound & Vibration. 1995;29(12):10-6.
  30. 30. Perovic S, Unsworth PJ, Higham EH. Fuzzy logic system to detect pump faults from motor current spectra. Conference record of the 2001 IEEE industry applications conference. 2001;1:274-80.
  31. 31. Kenull T, Kosyna G, Thamsen PU. Diagnostics of submersible motor pumps by non-stationary signals in motor current. ASME fluids engineering division summer meeting. 1997; 11.
  32. 32. Костюков ВН, Науменко АП. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин: учебное пособие. Омск, 2011:360. [Kostyukov VN, Naumenko AP. Fundamentals of vibroacoustic diagnostics and machine monitoring: textbook. Omsk, 2011:360 (In Russ.)]
  33. 33. Костюков ВН, Науменко АП, Кудрявцева ИС. Оценка модуля характеристической функции виброакустического сигнала при задан- ном параметре для предельных состояний объекта диагностирования. Динамика систем, механизмов и машин. 2017;5(4). [Kostyukov VN, Naumenko AP, Kudryavtseva IS. Evaluation of the characteristic function modulus of a vibroacoustic signal under a given parameter for limit states of the diagnostic object. Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines. 2017;5(4) (In Russ.)]
  34. 34. Клюев ВВ и др. Неразрушающий контроль: Справочник в 7 т: Т. 7: Метод акустической эмиссии. Москва, 2005. [Klyuev VV et al. Non-destructive testing: Handbook in 7 volumes: Vol. 7: Acoustic emission method. Moscow, 2005 (In Russ.)]
  35. 35. Петрухин ВВ, Петрухин СВ. Основы вибродиагностики и средства измерения вибрации: учебное пособие. Москва, 2010:176. [Petrukhin VV, Petrukhin SV. Fundamentals of vibration diagnostics and vibration measurement tools: textbook. Moscow, 2010:176 (In Russ.)]

 

Рудник 2026

Новые материалы