Эксплуатация насосных агрегатов. Основные насосы нпс Номинальные параметры секционных насосов типа НМ

В качестве основных на НПС магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов используются преимущественно насосы типа НМ. В зависимости от количества рабочих колес, закрепленных на валу, они подразделяются на секционные и спиральные (таблицы ниже).

Номинальные параметры секционных насосов типа НМ

Типоразмер

Номинальные параметры спиральных насосов типа НМ

Типоразмер				Допустимый кавитационный запас, м

Примечание. Типоразмер основных насосов означает: Н - насос; М - магистральный; число после букв - номинальная подача, м 3 /ч; число пос-ле дефиса - напор, м.

Из таблиц видно, что секционные насосы (с несколькими рабочими колесами) имеют сравнитель-но низкую подачу и относительно высокий напор. У спи-ральных насосов (с одним рабочим колесом), наоборот, подача велика, а напор сравнительно невысок.

Кроме основных в насосах НМ 2500-230, НМ 3600- 230, НМ 7000-210 и НМ 10000-210 предусматривается применение сменных роторов с рабочими колесами на подачу 0,5 и 0,7 от номинальной. Насос НМ 1250-260 комплектуется одним сменным ротором на подачу 0,7 от номинальной. Применение указанных сменных роторов позволяет повысить экономичность работы насосов в ус-ловиях длительной эксплуатации насосов на понижен-ных подачах.

Также область применения насосов НМ 2500-230, НМ 3600-230, НМ 7000-210 и НМ 10000-210 расширена за счет применения сменного ротора на подачу 1,25 от но-минальной.

Устройство основного секционного насоса показано на рисунке ниже.

Трехсекционный насос типа НМ

1 - входная крышка; 2 - предвключенное колесо; 3 - секция; 4 - направляющий аппарат; 5 - второе рабочее колесо; 6 - напорная крышка; 7 - подушка подпятника; 8 - торцевое уплотнение; 9 - подшипник качения; 10 - втулка; 11 - диск; 12 - первое рабочее колесо; 13 - вал; 14 - зубчатая муфта

В его корпусе между входной и, напорной крышка-ми находятся три (в данном случае) секции, каждая из которых состоит из рабочего колеса одностороннего всасывания и направляющего аппарата (у последней секции он отсутствует). Совокупность шнекового (предвключенного) и рабочих колес, закрепленных на валу, образует ротор. Его опорами служат подшипники качения. Концевые уплотнения вала - торцевые. Для передачи вращения от электродвигателя к насосу сложит зубчатая муфта.

На рисунке ниже показано устройство основного спи-рального насоса.

Спиральный насос типа НМ

1, 3 - нижняя и верхняя части корпуса; 2 - вал; 4, 5 - втулки; 6 - рабочее колесо; 7 - уплотняющие кольца ; 8 - подшипники скольжения; 9 - радиально-упорный сдвоенный шарикоподшипник; 10 - уплотнение торцового типа

В корпусе, состоящем из нижней и верхней час-тей размещен вал, на котором закреплено рабочее колесо двустороннего всасывания. Ротор вращается в подшипниках скольжения, имеющих баббитовую заливку или фторопластовые прокладки. Небольшие осевые силы, возникающие при пуске и остановке насоса, восприни-маются радиально-упорным сдвоенным шарикоподшипником. С целью повышения объемного КПД насоса раз-деление его всасывающей и нагнетательной полостей осу-ществляется с помощью уплотняющих колец. Для предотвращения утечек перекачиваемой жидкости на валу размещены лабиринтные уплотнения, а в местах его вы-хода из корпуса находятся торцовые уплотнения. Соединение насоса с двигателем осуществляется с помощью зубчатой муфты.

Корпус насоса типа НМ снабжен всасывающим и на-гнетательным патрубками, направленными в противополож-ные стороны. Система смазки насосов централизованная с принудительной подачей масла. Имеются горизонтальные системы сбора утечек и разгрузки торцовых уплотнений.

Кроме насосов типа НМ на некоторых перекачива-ющих станциях продолжают использоваться и основные насосы прошлых лет выпуска, снятые ныне с производ-ства (типов НД, DVS и др.).

(2766 )

ID: 171543
Дата закачки: 07 Июля 2016
Продавец: [email protected] ( Напишите, если есть вопросы)

Тип работы: Диплом и связанное с ним
Форматы файлов: AutoCAD (DWG/DXF), КОМПАС, Microsoft Word
Сдано в учебном заведении: ИНиГ

Описание:
Пояснительная записка содержит 112 страниц, 16 рисунков, 13 таблиц, 15 источников и 9 листов графического материала формата А1.

НЕФТЕПЕРЕКАЧИВАЮЩАЯ СТАНЦИЯ, МАГИСТРАЛЬНЫЙ НАСОС, ТРУБОПРОВОД, ВИБРАЦИЯ, РОТОР НАСОСА, КОМПЕНСАТОР, ЭКОЛОГИЯ, ИНВЕСТИЦИИ, МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА.

В пояснительной записке проанализированы существующие конструкции нефтеперекачивающих станций и компенсаторов. Рассмотрены причины отказов оборудования связанные с вибрацией. Предложены мероприятия по снижению вибрации введением в обвязку насоса сильфонных универсальных линзовых компенсаторов. Выполнены необходимые расчеты конструкции.
В экономической части произведен расчет инвестиций, её экономическая эффективность, а также период окупаемости. Рассмотрены мероприятия по охране труда, направленные на обеспечение промышленной безопасности. В экологической части дан анализ загрязнения окружающей среды.
Насосная станция - наиболее сложное и ответственное звено магистрального нефтепровода, на котором сосредоточен основной объём технологического оборудования нефтепровода.
Эффективная эксплуатация насосных станций – один из важнейших вопросов нефтепроводного транспорта. Достаточно лишь выделить вопрос об экономии электроэнергии на перекачку. Ведь насосные агрегаты нефтепроводов – это весьма энергоёмкое, мощное оборудование, в процессе работы которого затрачиваются миллиарды киловатт-часов электроэнергии.
Одним из главных элементов насосной станции являются насосные агрегаты, которые передают энергию перекачиваемой жидкости, благодаря чему осуществляют её движение по трубопроводу.
Насосным агрегатом называется агрегат, состоящий из насоса и приводящего его в движение двигателя, соединённых между собой.
На насосных станциях магистральных нефтепроводов применяются синхронные и асинхронные электродвигатели.
В связи с этим одна из главных задач эксплуатации насосного оборудования нефтепроводов – получение максимального к.п.д. насосов в любой момент времени.
Агрегат нефтяной электронасосный центробежный магистральный типа «НМ» на подачи 10000 м3/ч (рис.1.1), предназначен для транспортирования по магистральным трубопроводам нефти с температурой до 80ºС, кинематической вязкостью не более 3см2/с, с содержанием механических примесей по объёму не более 0,05% и размером не более 0,2мм.

Комментарии: Патент признается новым, если до дачи приоритета заявки сущность этого или тождественного решения не была раскрыта в России или за рубе¬жом для неопределённого круга лиц настолько, что стало возможного его осуществление.
Объектом изобретения могут являться: новое устройство, способ, веще¬ство, а также применение известных ранее устройств, способов, веществ по новому назначению.
Автор изобретения может по своему выбору требовать: либо признания за ним только авторства и предоставления ему прав и льгот, предусмотрен¬ных действующим законодательством, с передачей государству исключи¬тельного права на изобретение, либо признать за ним авторство и предостав¬ление ему исключительного права на изобретение.
В первом случае на изобретение выдаётся авторское свидетельство, во втором – патент, удостоверяющий признание предложения, авторство, при-оритет изобретения.
Патент выдаётся сроком на 15 лет, считая со дня подачи заявки в Госко¬митет. Патент – документ, удостоверяющий признание предложения изобретением, приоритет изобретения и исключительное право патентообла¬дания на изобретение.
Вибрация от технологического трубопровода в насосном зале (рис 3.1) НПС «Бородаевка», является существенной проблемой при эксплуатации данного объекта. Этот вид воздействия приводит к разрушению оборудования, расцентровки валов насоса с двигателем, разбиению подшипников и подшипников опор. Замеры вибрации снятые на оборудовании (табл.3.1), показали, что необходимо улучшение вибросостояния. Схема замера вибрации на оборудовании показана на рис. 3.2. Для решения сложившейся проблемы предлагаю установить компенсирующие устройства на приемо-раздаточных патрубках насоса. В схему насосной станции перекачки нефти будут вварены гибкие элементы, с жесткостью меньшей, чем у трубопровода, линзовые сильфонные универсальные компенсаторы, которые будут способствовать компенсации вибраций технологического трубопровода, возникающих не только от гидродинамической природы, но и от вибрации других центробежных насосов включенных в схему насосной станции.
Компенсаторы являются оптимальным решением в случаях, когда система трубопроводных линий не способна естественным образом компенсировать воздействие различного рода вибраций и температурных расширений. В этих случаях компенсатор берет на себя функцию гибкого звена в трубопроводной системе, препятствует распространению вибрации на другие объекты. Компенсаторы этого типа не дают утечек и не требуют обслуживания. Они имеют малые габариты. Могут устанавливаться в любом месте трубопровода при любом способе его прокладки. Не требуют строительства специальных камер и обслуживания в течение всего срока эксплуатации. Компенсаторы этого типа применяются для компенсации неточностей, произошедших при монтаже, а также различного рода отклонений между трубопроводом и насосным или иным оборудованием.
Вид вибраций определяется их частотой и коэффициентом колебаний. Вибрации являются важным параметром при расчетах, потому как срок эксплуатации сильфона может быть существенно сокращен, если сильфон не был спроектирован с учетом существующих вибраций. Вид рабочей среды влияет на материал, используемый для производства сильфона, поскольку материал должен быть устойчивым по отношению к среде. В случае, если рабочая среда имеет тенденцию к затвердеванию или сгущению, должны быть приняты необходимые меры по предотвращению этого. Засорение сильфона отрицательно сказывается на его работе. Решением подобной проблемы может быть внутренний патрубок (гильза). Стандартный класс сильфонов изготавливается из нержавеющих сталей марок 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, которые применяются для разнообразных условий. Характеристики стали 10Х17Н13М2Т применяемой для изготовления компенсатора в данном проекте приведены в таблице 3.2.

Подобные сильфонные компенсаторы обеспечивают максимальное снижение вибраций и поглощение звука. Это обеспечивается благодаря гибкому сильфону. Компенсаторы являются устойчивыми по отношению к высоким температурам, а их длина отвечает практически всему спектру компенсаторов, что облегчает проектирование и замену компенсаторов. Многослойный сильфон обеспечивает повышенную гибкость компенсатора
Важным моментом в проектировании сильфонов, является использование более одного слоя металла в конструкции. Было сделано открытие, что изготовление сильфонов из тонких слоев металла предпочтительнее, чем из одного толстого листа. Компенсаторы из одного толстого листа более жесткие и имеют высокие напряжения.
В данном проекте произведен анализ существующих конструкций нефтеперекачивающих станций и компенсаторов. Предложен новый способ снижения нагрузок от технологических трубопроводов на насосный агрегат станции магистрального нефтепровода, в результате которого увеличатся межремонтные периоды, не будет происходить расцентровки валов в результате вибрации. В технико-экономической части рассчитан объем капиталовложений, и срок окупаемости предложенного способа борьбы с вибрацией. Произведен усталостный расчет и построена модель компенсатора, в программе «Ансис» для нахождения максимальных и нормальный напряжений в сечении компенсатора. Проект включает в себя экологическую часть и раздел охраны труда.

Размер файла: 6,3 Мбайт
Фаил: (.rar)

В практике эксплуатации центробежных насосов распространение получили три вида характеристик: характеристика насоса; частная кавитационная характеристика; кавитационная характеристика.

Характеристика насоса - это зависимость основных технических показателей насоса (напора Н , мощности N и КПД) от подачи Q при постоянной частоте вращения и физических свойствах перекачиваемой жидкости (плотность и вязкость). В каталогах приведены характеристики магистральных насосов по данным заводских испытаний на холодной воде. Запуск в серийное производство центробежных насосов производят после промышленных испытаний на нефти в условиях работы насосной станции. На рис. 8 приведена характеристика насоса НМ 10000-210.

Из-за особенностей эксплуатации нефтепроводов к характеристикам насосов предъявляются следующие требования:

Рис. 8. Характеристика магистрального центробежного насоса НМ 10000 - 210

1) напорная характеристика должна быть монотонно падающей, пологой. Монотонность создает устойчивую работу на сеть в любом диапазоне подач. При пологой характеристике уменьшаются потери на дросселирование, стабилизируется давление в трубе, в результате чего уменьшаются динамические нагрузки на трубу;

2) тип насоса следует выбирать таким, чтобы КПД был наибольшим. Насосы типа НМ имеют КПД до 89 %;

3) КПД не должен существенно уменьшаться в возможно более широком диапазоне подач. Снижение КПД не должно превышать 2 3 % в диапазоне подач 0,8 1,2.

Частная кавитационная характеристика представляет собой зависимость напора и КПД насоса от кавитационного запаса при постоянных значениях подачи, частоты вращения, физических свойств жидкости.

Кавитационная характеристика представляет собой зависимость допускаемого кавитационного запаса от подачи насоса при постоянной частоте вращения и свойствах жидкости. Кавитационная характеристика является исходной для расчета безкавитационной работы насоса.

6. Совместная работа турбомашин

Совместная работа характеризуется подсоединением нескольких турбомашин к одной общей сети и применяется в тех случаях, когда одиночная установка не способна обеспечить необходимой подачи или напора.

В зависимости от конкретных условий совместно работающие турбомашины могут включаться последовательно и параллельно, а располагаться - вблизи или на некотором расстоянии друг от друга.

Последовательное включение турбомашин (или числа ступеней) применяется для увеличения напора в сети.

Например, в многоступенчатых секционных насосах параметры можно изменять путем монтажа соответствующего числа ступеней.

Характеристика Q-H (рис. 9) многоступенчатого насоса в зависимости от числа ступеней k и k" соответствующим образом смещается.

Рис. 9. График регулирования параметров многоступенчатого центробежного насоса изменением числа ступеней

При этом для заданной подачи Q развиваемый напор будет пропорционален числу ступеней

где k - число ступеней; H c - напор, развиваемый одной cекцией.

При этом к. п. д. насоса, по существу, остается неизменным, потребляемая мощность ступенчато изменяется.

Параллельное включение турбомашин применяется в случае необходимости увеличения производительности. Примером параллельной работы турбомашин может служить водоотлив при больших потоках, когда на общую сеть работают два насоса. Если турбомашины располагаются рядом, то для получения суммарной характеристики параллельно включенных машин (рис. 10) необходимо сложить абсциссы их индивидуальных характеристик при одинаковых значениях напора Н. Точка М пересечения суммарной характеристики I+II с характеристикой сети определяет режим совместной работы турбомашин на общую сеть. Подача при параллельной работе меньше суммарной подачи обеих турбомашин, работающих отдельно Q I + II < (Q′ I + Q′ II); напор при этом в сравнении c напором одиночной машины несколько возрастает. Это объясняется тем, что с увеличением подачи возрастают потери давления во внешней сети.

Рис. 10. Параллельная работа двух одинаковых турбомашин, расположенных рядом

Чем меньше сопротивление внешней сети, тем эффективнее параллельная работа турбомашин. Режим каждой машины, работающей на общую сеть, определяется горизонтальной линией, проведенной из точки М до пересечения с соответствующей индивидуальной характеристикой (т. М I, II).

Рис. 11. Последовательная работа двух турбомашин, расположенных на расстоянии друг от друга

Если две турбомашины, включенные на общую сеть, размещаются на некотором расстоянии друг от друга, то для получения рабочего режима нужно характеристику одной из них привести к точке подключения другой (рис. 11).

7. Регулирование турбомашин

Регулирование турбомашин может быть при переменной и постоянной скоростях вращения. Регулирование параметров турбомашин-генераторов путем плавного изменения числа оборотов достигается применением в качестве привода электродвигателя постоянного тока, электродвигателя с фазовым ротором или двигателя внутреннего сгорания. В этом случае в соответствии с законами пропорциональности будет получена новая характеристика турбомашины при неизменной характеристике трубопровода. Однако, поскольку основная масса турбомашин-генераторов приводится в действие асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором, не позволяющим осуществлять плавную регулировку числа оборотов, то чаще применяется регулировка турбомашин при постоянной скорости вращения. Основными способами регулирования турбомашин-генераторов при сохранении скорости первичного двигателя являются следующие:

1) Изменение степени закрытия регулирующей задвижки на нагнетательном трубопроводе, чем искусственно изменяется характеристика трубопровода при сохранении индивидуальной характеристики турбомашины (рис. 12). Способ этот прост, но экономически несовершенен из-за существенных потерь напора и значительного снижения к. п. д. установки.

2) Дросселирование задвижкой во всасывающем трубопроводе, что
приводит к снижению подачи и напора турбомашины при сохранении характеристики трубопровода. При этом способе возникает вероятность разрыва сплошности, а значит и возникновения явления кавитации. Такой способ можно применять в случае, если насос расположен ниже уровня приемного резервуара, или при регулировании турбокомпрессоров.

3) Частичный перепуск текучего вещества из нагнетания во всасывание, что также является малоэкономичным. Такой способ может быть приемлем при регулировании производительности скважинного насоса, когда дебит скважины ниже его производительности.

4) Уменьшение диаметра рабочего колеса за счет его обрезки
приемлемо как для турбомашин-генераторов, так и для турбомашин-двигателей. При этом изменяются параметры турбомашины в соответствии с законами пропорциональности.

5) Изменение угла установки лопастей рабочих колес или угла
установки лопаток направляющего аппарата при входе в турбомашину. Изменение параметров машины при этом осуществляется за счет изменения скорости закручивания на входе. Это наиболее экономичный и часто применяемый способ регулирования турбомашин как генераторов, так и двигателей.

6) Увеличение давления во всасывающем трубопроводе.

7) Изменение числа ступеней в многоступенчатых секционных насосах.

Рис. 12. Характеристика внешней сети

8. Конструктивное исполнение динамических насосов

8.1. Общая схема насосной установки

Общая схема насосной установки приведена на рис. 13. Водоподающая установка с центробежным насосом состоит из следующих основных элементов: насоса 1, двигателя 2, пускателя 3, подводящего 4 и напорного 5 трубопроводов. На подводящем трубопроводе имеется приемная сетка 6 и клапан 7, на напорном - задвижка 8 и обратный клапан 9. Трубка 10 с вентилем 11 необходима для заливки водой из напорного трубопровода насоса и подводящего трубопровода. Заливку производят перед пуском насоса. Она может быть осуществлена также через воронку 12 или подачей воды в подводящий трубопровод специальным заливочным насосом.

Труба 13 с задвижкой 14 необходима для выпуска воды при ремонте трубопровода 5. С помощью вакуумметра 15 измеряется разрежение на входе в насос, а с помощью манометра 16 -давление на выходе из насоса. Сетка 6служит для предохранения от попадания в насос с водой посторонних предметов, клапан 7 - для удержания воды при заливке подводящего трубопровода и насоса, а клапан 9 - для того, чтобы при внезапной остановке насоса не произошло гидравлического удара на насос. Через кран 17 выпускают воздух из насоса при заливке.

При работе насоса в подводящем трубопроводе создается разрежение, и жидкость под давлением атмосферного воздуха поступает из резервуара в корпус насоса, происходит процесс всасывания.

На выходе из насоса создается напор, под действием которого вода движется по напорному трубопроводу.

Геометрическая высота всасывания Н в - расстояние по вертикали от нижнего уровня жидкости в резервуаре до оси насоса.

Геометрическая высота нагнетания Н г - расстояние по вертикали от оси насоса до сливного отверстия напорного трубопровода.

Геометрический напор насосной установки H г является полной геометрической высотой подъема жидкости.

Рис. 13 Схема насосной установки

При вертикально расположенном трубопроводе (рис. 13, а)

H г = H в + H н;

при наклонно расположенном трубопроводе (рис. 13, б)

Н Г = l П sin α В + l Н sin a H ,

где l П и l Н - длина соответственно подводящего (от поверхности жидкости в колодце до насоса) и напорного трубопроводов; а α В и a H - углы наклона к горизонту соответственно подводящего и напорного трубопроводов.

Напор H, создаваемый насосом, складывается из геометрического напора, гидравлических потерь в трубопроводе и скоростного напора, затрачиваемого на сообщение жидкости скорости.

8.2. Основные элементы конструкций динамических насосов

Центробежный насос (рис. 14) простейшей конструкции состоит из следующих основных деталей: спирального корпуса 1, отлитого заодно с напорным патрубком 2, рабочего колеса 5, вала 4 с муфтой 5, опорного кронштейна 6, подводящего патрубка 7.

Для уравновешивания осевого усилия в ведущем диске рабочего колеса имеются отверстия. Опорами вала являются два шариковых подшипника 8. Для предупреждения износа корпусных деталей и уменьшения объемных потерь в корпусе и крышке насоса установлены уплотняющиеся кольца 9. На выходе вала из корпуса насоса установлено сальниковое уплотнение 10 с гидрозатвором.

8.3 . Рабочее колесо лопастных насосов состоит из втулки и лопастей, соединенных с ней непосредственно или при помощи одного или двух дисков. В зависимости от числа дисков эти колеса изготавливаются открытыми (без дисков), полуоткрытыми (один диск) и закрытыми (два диска) с односторонним (рис. 15, а, в, д, е) или двусторонним входом (рис.15, б, г).

Лопасти могут быть отогнуты назад (передача потоку жидкости потенциальной энергии - статический напор), радиальными или отогнуты вперед (передача потоку проходящей жидкости наибольшего количества энергии с преобладанием скоростной).

У насосов, предназначенных для перекачивания суспензий (песка, шлама, грунта и т. д.), каналы в рабочих колесах значительно расширены, а число лопастей уменьшено (до двух и даже до одной).

Рис. 14 Консольный насос

Рис. 15 Форма рабочих колес лопастных насосов

Форма лопастей вихревых насосов (рис. 16) прямоугольная,
трапециевидная или серповидная (наиболее распространенная). Форма
лопастей тихоходных закрытовихревых насосов прямоугольная, открытовихревых - серпообразная. Форма сечения каналов у тихоходных насосов - круглая, у быстроходных насосов - квадратная или со скругленными концами.

Рис. 16. Форма сечений проточной части (а-е) и лопаток (ж-к) вихревых насосов

Подвод - канал для направления жидкой среды к рабочему колесу, обеспечивающий оссимметричный ее поток с равномерным распределением скоростей с минимальными гидравлическими потерями.

Конструктивно подводы выполняют в виде:

Конического прямого патрубка (конфузора), применяемого в консольных насосах;

Коленообразного входного патрубка;

Со спиральной формой канала (наиболее распространенная конструкция).

Подвод потока жидкой среды к рабочим колесам многоступенчатых насосов с лопаточными отводами осуществляется с помощью переводных каналов.

Отвод - устройство для направления жидкой среды из рабочего колеса в отводящий трубопровод насоса или в рабочее колесо следующей ступени, предусмотренное для снижения скорости потока с наименьшими гидравлическими потерями и обеспечения его оссимметричности, чтобы поток стал установившимся.

Конструктивно изготавливают спиральные, кольцевые и двухзавитковые отводы. Спиральный отвод состоит из канала переменной ширины и диффузора.

Кольцевой отвод представляет собой цилиндрический канал постоянной ширины.

Двухзавитковый отвод применяют для уменьшения поперечной гидравлической силы, возникающей вследствие нарушения осевой симметрии потока.

Направляющий аппарат (лопаточный отвод), применяемый в многоступенчатых насосах, состоит из нескольких каналов со спиральными и диффузорными участками.

Уравновешивание осевого усилия. Во время эксплуатации насоса на рабочее колесо действует осевая сила - результат воздействия потока жидкости на внутреннюю и наружную поверхности этого колеса.

Осевая сила может быть значительной и в аварийной ситуации вызывать смещение рабочего колеса, нагрев подшипников, а при смещении ротора - соприкосновение колеса с неподвижными частями корпуса, в результате него происходят истирание стенок рабочего колеса и поломка насоса.

Для уравновешивания осевой силы в одноступенчатых насосах применяют:

Рабочие колеса с двусторонним входом;

Разгрузочную камеру, сообщающуюся с областью всасывания с помощью трубки или через отверстия в заднем диске (рис. 17, а); недостаток камеры - снижение к. п. д. насоса на 4÷6 %;

Радиальные ребра (рис. 17, б), уменьшающие воздействие осевой силы за счет снижения давления жидкости на заднем диске;

Упорные подшипники.

Для уравновешивания осевого усилия в многоступенчатых насосах используют:

Рабочие колеса при соответствующей системе подвода жидкости от колеса к колесу (рис. 17, д, е, ж);

Автоматическую гидравлическую пяту (рис. 17, е), установленную за
последней ступенью насоса.

Гидравлическая пята состоит из камеры низкого давления 1, промежуточной камеры 2, отжимного устройства (механической пяты 3 и пружины 4) и разгрузочного диска 5. Кольцевой зазор b предусмотрен для снижения давления в промежуточной камере, торцовый зазор а - для создания осевого в направлении, противоположном осевой силе, действующей на рабочие колеса, и для дальнейшего снижения давления жидкости перед ее входом в камеру низкого давления.

Уплотнение. Применяют для уменьшения перетоков жидкостей вследствие разности давлений в соседних полостях, предупреждения утечек, жидкости и засасывания атмосферного воздуха в область

между вращающимися и неподвижными деталями насоса; применяются щелевые и концевые уплотнения различной конструкции.

Рис. 17. Схемы уравновешивания осевого усилия

Рис. 18. Схемы щелевых уплотнений рабочего колеса

Щелевые уплотнения - уплотнительные кольца, предназначенные для уменьшения перетоков жидкости в проточной части насоса, образуют между корпусом и рабочим колесом щель прямой, ступенчатой или лабиринтной формы (рис. 18, а-з).

Рис. 19. Схемы сальниковых уплотнений вала

В местах выхода вала из корпуса насоса устанавливают концевые уплотнения - сальниковые и торцовые.

Сальниковое уплотнение (рис. 19, а) состоит из эластичной набивки 1 и нажимной втулки 2. При давлении всасывания p 0 ниже атмосферного в сальнике устанавливают кольцо 3 (рис. 19, б), к которому из отводящего трубопровода насоса подводится поток жидкости. Этим исключается подсасывание воздуха из атмосферы.

Иногда предусматривают разгрузку сальника (рис. 19, в). Жидкая среда в этом случае через цилиндрический дросселирующий зазор длиной l между валом и втулкой поступает в полость с пониженным давлением.

При перекачивании горячих жидкостей и сжиженных газов сальник охлаждается водой, омывающей снаружи его корпус (рис. 19, г) или защитную рубашку вала (рис. 19, д).

Торцовые уплотнения по сравнению с сальниковыми, менее чувствительные к несоосности вала и корпуса, приспособлены к работе в более широком диапазоне температур и давлений. Трение в них уменьшено, а утечки сокращены.

По типу компенсации осевого смещения вала торцовые уплотнения подразделены на две группы: с вращающимся и невращающимся аксиально-подвижным элементом.

По направлению подвода жидкости различают торцовые уплотнения с внешним или внутренним подводом.

Удельное давление в паре трения не всегда соответствует давлению уплотняемой жидкости. Это зависит от конструкции уплотнения, которая характеризуется коэффициентом гидравлической разгрузки

где - площадь аксиально-подвижной втулки, на которую действует давление жидкости p ; - площадь контакта рабочих втулок. Здесь D 1 и D 2 - внутренний и наружный диаметр контактной поверхности неподвижной втулки; d 2 - внутренний диаметр аксиально-подвижной втулки.

В зависимости от коэффициента гидравлической разгрузки уплотнения подразделяются на два вида: неразгруженные (f ≥ F; К ≥ 1) и разгруженные (f< F; К < 1), т. е. удельное давление в паре трения меньше давления среды.

Гидравлическая разгрузка достигается установкой торцового уплотнения на ступенчатом валу или на специальной втулке (гильзе), с помощью которых обеспечивается требуемая разность диаметров подвижной и неподвижной втулок.

Неразгруженные уплотнения применяют при легких рабочих условиях (при низких давлениях уплотняемой жидкости), а разгруженные – при давлениях более 0,7 МПа (для снижения удельного давления на контактных поверхностях рабочих втулок).

Для центробежных нефтяных насосов используются торцовые уплотнения следующих типов:

Т - торцовое одинарное;

ТП - торцовое одинарное для повышенных температур;

ТВ - торцовое одинарное для высоких температур;

ТД - торцовое двойное;

ТДВ - торцовое двойное для высоких температур.

Уплотнение типа Т - одинарное гидравлически разгруженное с вращающимся узлом аксиально-подвижной втулки 4 (рис. 20), установленной в гильзе 8 на закладном уплотнительном кольце 3 круглого сечения. Крутящий момент втулке передается двумя штифтами 2, запрессованными в кольцо I.

Рис. 20. Разрез одинарного торцового уплотнения типа Т

Неподвижная втулка 5 установлена в корпусе 16 на уплотнительном кольце б круглого сечения и удерживается от проворачивания штифтом 13, запрессованным в лабиринтную втулку 11, зафиксированную в осевом направлении с помощью скобы 14. Гильза 8 крепится к валу насоса клеммным кольцом 7, огражденным перегородкой 12 и стягиваемым болтом 10 и гайкой. Зазор между гильзой и валом насоса герметизируется резиновым кольцом 9. Благодаря возникающей силе трения положение клеммного кольца 7 надежно фиксируется на валу, в результате чего оно способно передать крутящий момент от вала к гильзе 8, а также воспринять осевую силу, прижимающую гильзу к кольцу 7.

По отверстию А в полость между неподвижной и лабиринтной втулками поступает охлаждающая жидкость, стекающая через отверстие в корпусе уплотнения. Такая жидкостная завеса способствует отводу тепла от пары трения, а также препятствует испарению жидкости, отводимой на дренаж.

По отверстию В, соединенному трубкой с напорной спиралью насоса, в камеру уплотнения подводится в небольших количествах перекачиваемая жидкость, отводящая тепло от пары трения, а также удаляющая продукты износа рабочих втулок.

9. Шестеренные насосы

Шестеренные насосы просты по конструкции, компактны и надежны в эксплуатации. Они весьма удобны для перекачки жидкостей большой вязкости, применяются при транспортировании битума, для централизованной подачи смазки в дизелях, для нагнетания масла в серводвигатели регуляторов турбин. Шестеренные насосы выпускаются на сравнительно небольшие подачи (от 0,2 до 50 л/с), на давление нагнетания до 3 МПа и частоту вращения до 50с -1 . Насосы могут быть различного исполнения:

стационарными или передвижными;
с электродвигателем на плите или без него;
с креплением корпуса на лапах или на фланце двигателя;
со штуцерным или фланцевым подсоединением патрубков и т. п.

В корпусе насоса помещены два находящиеся в зацеплении зубчатых колеса - ведущее и ведомое. При вращении они засасывают жидкость со стороны выхода зубьев из зацепления и выталкивают со стороны входа в зацепление. Зубья выполняются из эвольвентного профиля. Жидкость переносится между зубьями шестерен, выжимается из этих впадин на противоположной стороне насоса при вхождении зубьев одной шестерни во впадины другой. Бесшумная и спокойная работа достигается использованием шевронных шестерен, которые не создают осевой силы и не требуют специальных канавок и других мер для разгрузки объема в межзубовой впадине.

Подача шестеренного насоса Q T (м 3 /с) определяется по ориентировочной формуле, предложенной профессором Т. М. Башта,

где D н.о . - диаметр начальной окружности ведущей шестерни, м; т - модуль зацепления, м; b - ширина колеса, м; п - частота вращения ведущей шестерни, с -1 . Действительная подача

где η o = 0,8÷0,9 - объемный к. п. д. насоса.

Шестеренные насосы могут использоваться как гидродвигатели в составе гидроприводов. Они изготавливаются на давление до 2·10 7 Па, обеспечивают подачу до 500 л/мин.

Шестеренные насосы типа Ш с модулем зацепления т = 4 мм предназначены для перекачивания чистых, неагрессивных обладающих смазывающей способностью жидкостей с кинематической вязкостью 0,06-6,0 Па·c при рабочей температуре для масла, нефти, мазута не более 70°С, для дизельного топлива не более 40°С.

Техническая характеристика некоторых насосов шестеренного типа приведена в табл. 3.

Насос (рис. 21) состоит из ведущего 3 и ведомого 4 роторов, (прямозубых шестерней), изготовленных заодно с валом. Корпус насоса 2 имеет две расточки, в которых размещаются рабочие части роторов, втулок. К расточкам примыкают всасывающие и нагнетательные полости насоса. Разгрузочный клапан 1 обеспечивает давление в полости уплотнения 6 вала, равное 0,2÷0,3 МПа.

Таблица 3

Рис. 21. Насос шестеренный типа

Введение

Центробежные насосы широко применяются во всех отраслях, в том числе в нефтяной промышленности, для перекачки различных жидкостей. Их преимущества -- простота конструкции и удобство в эксплуатации.

Центробежный насос относится к лопастным насосам, в которых жидкая среда перемещается через рабочее колесо от центра к периферии.

Центробежный насос состоит из рабочего колеса с изогнутыми лопастями и неподвижного корпуса спиральной формы, Рабочее колесо насажено на вал, вращение которого осуществляется непосредственно от привода (чаще всего электродвигателя).

В корпусе насоса имеются два патрубка для присоединения к всасывающему и нагнетательному трубопроводам. Отверстия в корпусе, через которые проходит вал колеса, имеют сальники для создания необходимой герметичности.

Для предотвращения перетекания жидкости внутри насоса между всасывающим патрубком и колесом устанавливается лабиринтное уплотнение.

Центробежный насос может работать только в том случае, когда его внутренняя полость заполнена перекачиваемой жидкостью.

Принцип действия центробежных насосов заключается в следующем. От вала насоса приводится в движение рабочее колесо, находящееся в корпусе. Колесо при своем вращении захватывает жидкость и благодаря развиваемой центробежной силе выбрасывает эту жидкость через направляющую (спиральную) камеру в нагнетательный трубопровод.

Уходящая жидкость освобождает занимаемое ею пространство в каналах на внутренней окружности рабочего колеса. Давление в этой области понижается, и туда устремляется жидкость из всасывающего трубопровода под действием разности давлений.

Разность давлений в резервуаре и на всасывании насоса должна быть достаточной, чтобы преодолеть давление столба жидкости, гидравлические и инерционные сопротивления во всасывающем трубопроводе.

Если жидкость забирается насосом из открытого резервуара, то всасывание жидкости центробежным насосом происходит под действием перепада давлений, равного разности атмосферного давления и давления на входе в рабочее колесо.

Основным элементом центробежного насоса является рабочее колесо, которое представляет собой, например, отливку из двух дисков, между которыми располагается от 4 до 12 рабочих лопастей. Иногда рабочие колеса выполняют открытыми без переднего диска. Рабочее колесо может быть также сварным, штампованным и фрезерованным.

Спиральный корпус (камера) служит для приема и направления жидкости, а также преобразования кинетической энергии жидкости (скорости), приобретенной от вращающегося рабочего колеса, в потенциальную энергию (давление).

В корпусе насоса устанавливаются опоры. Для подшипников, в которых вращается вал.

Центробежные насосы классифицируются следующим образом.

1. По числу рабочих колес: одноступенчатые (с одним рабочим колесом); многоступенчатые (с несколькими рабочими колесами). В многоступенчатых насосах жидкость подается через всасывающий патрубок к центру первого колеса, с периферии этого колеса к центру следующего колеса и т. д. Таким образом, давление жидкости последовательно повышается на каждом рабочем колесе. Число колес и многоступенчатых насосах может доходить до 10 - 16.

2. По развиваемому напору: низконапорные (до 50 - 60 м); средне-напорные(до 150 - 200 м); высоко-напорные (более 200 м).

3. По способу подвода жидкости к рабочему колесу: с односторонним подводом (всасыванием); с двусторонним подводом.

4. По расположению вала насоса: горизонтальные; вертикальные.

5. По способу разъема корпуса: с горизонтальным разъемом; с вертикальным разъемом.

6. По способу отвода жидкости из рабочего колеса в камеру: спиральные; секционные.

В спиральных насосах жидкость из рабочего колеса поступает в спиральный корпус и затем в.напорный трубопровод. В секционных насосах жидкость из рабочего колеса отводится через направляющий аппарат, который представляет собой неподвижное кольцо с лопастями.

7.По способу соединения с двигателем: соединяемые с двигателем через ускоритель; соединяемые с двигателем напрямую (через упругую муфту).

8. По назначению: для перекачки воды, нефти, холодных и горячих нефтепродуктов, сжиженных газов, масел, органических растворителей и др.; для транспортировки по магистральным трубопроводам нефти и нефтепродуктов.

К системам нефтеснабжения предъявляются особые требования, основными из которых являются: надежность и бесперебойность доставки нефти потребителям при безопасной и экономичной работе всех технологических сооружений.

Выполнение этих требований в полной мере возможно только при высоком уровне надежности оборудования. Центробежные насосы составляют основной вид нагнетательного оборудования для перекачки продукта по магистральным трубопроводам и применяются как на головных, так и на промежуточных НПС. Для обеспечения бесперебойной работы насосов необходимо периодично выявлять и устранять возможные дефекты узлов и деталей насосов.

1. Назначение, устройство и техническая характеристика насосов

1.1 Назначение

Насосы применяются для перекачивания нефти с температурой от минус С до плюс С, с кинематической вязкостью до 3 см/сек, механическими примесями не более 0,2 мм и 0,05% по объему. Корпуса насосов рассчитаны на максимальное рабочее давление 64 кгс/см и допускают последовательную работу трех насосных агрегатов.

Для перекачки жидкостей на взрывоопасных и пожароопасных производствах и установках, насос должен быть укомплектован электродвигателем, исполненным во взрывозащитном корпусе.

1.2 Устройство насоса

Насосы нефтяные магистральные, центробежные одноступенчатые, с рабочим колесом двухстороннего входа и двухзавитковым спиральным отводом.

Корпус насоса - литой чугунный, с горизонтальной плоскостью разъема - является базовой деталью. Верхняя и нижняя части корпуса соединяются посредством шпилек с колпачковыми гайками. Горизонтальный разъем корпуса уплотняется паронитовой прокладкой толщиной 0,6 мм и по контуру закрывается специальными щитками для гашения струи нефти в случае пробоя прокладки по разъему. В нижнуй части корпуса отлиты лапы, для крепления насоса к фундаменту.

Ротор насоса представляет собой отдельную сборочную единицу и состоит из вала (поковка сталь 40Х), рабочего колеса (сталь 25А), рубашек из нержавеющей стали, защитных втулок и других деталей, закрепленных на валу. Шейки вала, опирающейся на подшипники, подвергнуты поверхностной закалке для повышения износоустойчивости. Конец вала под зубчатую втулку конический, что облегчает снятие зубчатой втулки.

Рабочее колесо сварнолитое насаживается на вал плотной посадкой. Детали ротора на валу посажены на шпонки и закреплены гайками со стопорными шайбами.

Правильная установка ротора в корпусе насоса в осевом направлении обеспечивается подбором толщины дистанционного кольца.

Опорами ротора служат подшипники скольжения. Положение корпуса подшипника регулируется тремя установочными винтами. Установка подшипников должна обеспечивать концентричность расположения ротора относительно расточек уплотнений статора. В этом положении корпуса подшипников фиксируется штифтами. Смазка подшипников принудительная.

Смазочные кольца предназначены для смазки подшипников.

осевое усилие ротора воспринимается двумя радиально - упорными шарикоподшипниками. Комплект шарикоподшипников подбирается по наружному кольцу втулкой упорной и торцевой крышкой, Внутренние обоймы жестко зажимаются на валу гайкой.

Концевые уплотнения ротора - механические, торцевые, одинарные с трущейся парой графит - нержавеющая сталь разгруженного типа. Предварительное прижатие деталей трения создается с помощью восьми пружин. Конструкция торцевого уплотнения допускает разборку и сборку последнего без демонтажа крышки насоса и корпусов подшипников.

Маслоустановка нефтяного насосного агрегата предназначается для обеспечения смазки подшипников насоса и электродвигателя.

Электродвигатель и насос устанавливаются в изолированных друг от друга помещениях, так как электродвигатель выполнен не во взрывозащитном исполнении. Изолирование осуществляется с помощью воздушной завесы, образующейся в щелевом зазоре между зубчатой втулкой электродвигателя и воздушной камерой.

Соединение насоса с электродвигателем осуществляется с помощью зубчатой муфты с проставкой. Обоймы зубчатой муфты соединены с приставкой, призонными болтами и закрыты торцевыми крышками.

Насос снабжен вспомогательными трубопроводами подвода и отвода масла, трубопроводом отвода нефти, гидроразгрузки, отвода утечек из торцевых уплотнений. В насосе предусмотрены места для установки датчиков контроля его работы.

2. Состав ремонтных работ

2.1 В объем капитального ремонта входят следующие основные работы:

Полная разборка насоса и уточнение ведомости дефектов;

Все работы текущего ремонта;

Осмотр и ремонт фундамента;

Ревизия и контроль элементов корпуса насоса;

Промывка и дефектация деталей насоса;

Замена всех прокладок и уплотнителей;

Проверка состояния контрольно - измерительных приборов(при необходимости ремонт и замена);

Сборка насоса с заменой деталей, вышедших из строя;

Испытания и контроль качества ремонта;

Окраска насоса;

Пусковые, наладочные работы и сдача насоса в эксплуатацию.

Капитальный ремонт центробежных насосов типа “НМ” производится агрегатным методом (РД 39-30-48-78) и включает следующие виды работ:

а) вывод насосного агрегата в ремонт;

б) освобождение насоса от нефти;

в) снятие ограждений;

г) полная разборка насоса на узлы:

Отсоединение полумуфты;

Вскрытие насоса;

Снятие торцевых уплотнений;

Снятие подшипников;

Снятие ротора;

Снятие прокладок;

д) промывка линий утечек с отключением сигнализаторов утечек;

е) осмотр технического состояния внутренней полости корпуса насоса;

ж) сборка насоса:

Установка нового или заранее отремонтированного и сбалансированного ротора в коплекте с муфтой сцепления в ЦБПО или БПО;

Установка и подготовка торцевых уплотнений;

Установка подшипников;

Подготовка разъема корпуса насоса и вспомогательного оборудования;

з) ремонт фундамента насоса, при необходимости перезаливки анкерных болтов;

и) центровка агрегата;

л) опрессовка насоса под рабочим давлением;

м) подготовка насоса к пуску и пробный пуск;

н) покраска насоса.

3. Ремонтные нормативы

Таблица 1.

Наименование оборудования, тип, марка	Структура ремонтного	Периодичность выполнения ремонта, час	Трудоемкость	Продолжительность оборудования в ремонте, час

4. Общие технические требования

4.1 Указания по дефектации деталей

правильная организация и тщательное проведение дефектации обеспечивает качественное проведение ремонта, снижает его стоимость и расходы запасных частей, материалов.

Детали, поступающие на дефектацию (контроль - сортировку), должны быть тщательно очищены от грязи, ржавчины, отвердевших наслоений масла, промыты и высушены.

Для очистки деталей в зависимости от характера загрязнений могут быть использованы различные способы очистки: термический, механический, химический.

Термический способ заключается в том, что очистку деталей проводят путем обжига в пламени.

При механическом способе старую краску, ржавчину и другие загрязнения снимаю с деталей щетками, механизированными шарошками, роторными машинками.

При абразивном способе очистку осуществляют путем обработки деталей на гидропескоструйных установках.

При химическом способе загрязнения удаляют специальной пастой или растворами, состоящими из негашеной извести, мела, каустической соды, мазута и других компонентов.

Для промывки деталей, как правило, используют водно - щелочные растворы, основными моющими средствами которых являются: каустическая сода, кальцинированная сода, тринатрйфосфат.

Помимо этих компонентов в раствор вносят поверхностно - активные вещества - мыло жидкое и хозяйственное, которые ослабляют поверхностное натяжение жиров и способствует образованию в растворе мелкодисперсных эмульсий. Применяют и другие компоненты. Несколько рецептов моющих приведено в таблице 2.

Таблица 2.

компонент
	Для стальных деталей	Для деталей из медных сплавов
	Номер состава

Каустическая сода
Кальцинированная сода
Тринатрийфосфат
Мыло хозяйственное
Мыло жидкое
Жидкое стекло

Промывку ведут при температуре раствора - С до полного удаления загрязнений.

В отдельных случаях для промывки деталей применяют керосин. Промывку деталей в керосине следует проводить в специально отведенном для этого месте, соблюдай все меры противопожарной безопасности.

Дефекты в деталях выявляют различными способами. Трещины, изломы, изгибы в деталях обнаруживают визуальным осмотром. В необходимых случаях для обнаружения внутренних дефектов применяют методы рентгеноскопии к магнитной дефектоскопии.

Если при проверке установлено, что по какому-нибудь дефекту деталь следует браковать, то дальнейшую ее проверку (по выявлению двух дефектов) не проводят.

Если при дефектакции будет установлено, что размеры любой из сопрягаемых деталей допустимы только при сопряжении их с новыми деталями, то следует решить в каждом конкретном случае, какую из этих деталей экономически целесообразно заменить новой.

размеры деталей должны контролироваться в сечения и направлениях наибольшего износа. При определении кольцевого износа, конусности, эллиптичности и других отклонений от правильной геометрической формы, размеры проверяются в сечениях наибольшего и наименьшего износа.

5. Ремонт рабочего колеса

5.1 Основными дефектами рабочего колеса являются

Коррозийный, эрозийный или кавитационный износ;

Трещины в рабочем колесе;

Поломка рабочего колеса.

Коррозийному износу, как правило, подвергается вся поверхность соприкосновения детали с коррозийно-активной жидкостью. При пересечении жидкостей, вызывающих эрозию износ чаще всего возникает в местах наибольшей скорости или резкого изменения направления жидкости

В случае сплошной коррозии или эрозии рабочего колеса с глубиной раковины более 1 мм его заменяют новым; при местной коррозии дефектные места зачищают до полного вывода раковины или наплавляют.

Торцевые поверхности и посадочные места рабочих колес должны быть чистыми и ровными.

Посадочные места под уплотнительные кольца не должны изнашиватся более чем на 0,2 мм.

Уменьшение толщины лопасти после обработки должны быть не более 15% ее номинальной толщины.

Если рабочее колесо имеет местные разрушения площади 25х25 мм в виде раковин не глубже 1,5 мм, а также если поврежденная поверхность составляет 25% поверхности лопасти и на выходных кромках лопастей отсутствуют раковины, то ремонт рабочего колеса можно не производить.

Разработанную шпоночную канавку на ступице рабочего колеса исправляют путем увеличения их ширины, при этом соответственно увеличивается шпоночная канавка на валу ротора.

Дефекты рабочего колеса исправляют путем сварки с последующей проточкой и зачисткой.

Трещины по концам засверливают сверлом диавметром 4-6 мм на глубину, превышающую 0,5 мм глубину трещины. Перед заваркой дефектное место вырубают или обрабатывают наждачным камнем до появления неповрежденного металла.

При ремонте рабочего колеса должна быть обеспечена соосность между расточкой под вал и поясом под уплотнительное кольцо, отклонение - не более 0,5 мм.

Допуск на непараллельность торцов составляет 0,04 мм. Обработанное колесо должно быть статически сбалансировано. Металл при балансировке обычно снимают с боковых поверхностей дисков вблизи выходных кромок лопаток.

6. Обточка рабочего колеса

В процессе эксплуатации приходится приспосабливать характеристики насосов к конкретным условиям. Для этого наиболее часто уменьшают наружный диаметр рабочего колеса D2 путем подрезки.

Изменение параметров насоса при подрезке рабочих колес для центробежных насосов приближенно можно определить по уравнениям подобия:

центробежный насос дефектация деталь

где Q, H, N, D2 -- номинальные подача, напор, мощность и наружный диаметр рабочего колеса (до обрезки);

Q", H", N", D"2 -- то же, после обрезки. Обрезка существенно расширяет область подач и напоров, перекрываемых насосом данного типа.

Для насосов с ns = 60…120 уменьшение диаметра на 10…15 % от первоначального практически не сказывается на КПД. При более высоких ns снижение КПД становится заметным.

Для осевых насосов изменение параметров при подрезке рабочего колеса можно определить по зависимостям:

где Q, H, D2, d -- номинальные подача, напор, наружный диаметр рабочего колеса и диаметр втулки (до обрезки);

Q", H", D"2 -- то же, после обрезки.

Уменьшить подачу осевого насоса можно также путем замены рабочего колеса другим колесом с теми же лопатками и увеличенным диаметром втулки. Пересчет напорной характеристики насоса в этом случае производится по формулам:

где d" -- увеличенный диаметр втулки. Обрезку рабочего колеса центробежных насосов также можно производить по ширине. В этом случае напор также сохраняется постоянным, а подача снижается пропорционально уменьшению ширины лопатки.

Можно предложить обрезку выходных кромок лопаток рабочего колеса по перпендикуляру, опущенному из концевой точки рабочей стороны лопатки на тыльную сторону. Практическая целесообразность такой обрезки заключается в том, что появляется возможность без изменения проточной части насоса повысить его напор на 5-8 % при почти неизменном КПД.

Можно предложить еще один вид обрезки рабочего колеса насоса -- только по лопаткам. Выходная кромка рабочего колеса стачивается по длине, тем самым увеличивается выходная площадь каналов рабочего колеса по периферии. Проведенные эксперименты показали, что увеличение площади выхода на 11,7 % позволило при наивысшем значении КПД увеличить подачу на 16,7 % при сохранении неизменными мощности и напора.

7. Модернизация

модернизация осуществляется при капитальном ремонте центробежных насосов, если это необходимо или экономически целесообразно и согласуется с предприятием изготовителем и институтом-проектировщиком.

Модернизация - это обновление машин, находящихся в эксплуатации, устранение их морального износа применением ряда технических достижений используемых в машинах новых типов.

Модернизация центробежного насоса с целью увеличения производительности осуществляется путем увеличения давления жидкости на всасывании, увеличения скорости вращения ротора, снижения утечек во внешней магистрали, рационального использования жидкости потребителями и правильной расстановке насосов и потребителей.

Модернизация центробежного насоса с целью повышения надежности и долговечности, улучшения энергетических, кавитационных показателей, унификации и нормализации узлов и деталей, применения новых современных материалов, упрочнением деталей методами накатки, наплавки, напыления.

8. Контрольные испытания

8.1 Общие указания

Испытания смонтированных насосных агрегатов следует производить в два этапа:

Опробывание;

Испытания под рабочей нагрузкой;

Опробывание и испытание насосных агрегатов производится в присутствии ответственного руководителя работ.

8.2 Опробывание

а) Опробывание смонтированных агрегатов производится до их испытания под рабочей нагрузкой для провекки правильности монтажа, а также выявления и установления обнаруженных неисправностей и дефектов работы агрегатов.

б) В процессе опробывания насосных агрегатов необходимо обеспечить:

Спокойную работу агрегата без стуков и чрезмерного шума;

Работу агрегата без утечек перекачиваемых, смазывающих, охлаждающих и уплотняющих жидкостей в местах соединений деталей в узлах;

Нагревание подшипников и трудящихся поверхностей деталей и узлов агрегатов не выше С

в) Опробывание насоса считается законченным при достижении нормальной и устойчивой работы насосного агрегата в течение двух часов.

г) После достижения удовлетворительных результатов опробывания, допускается производить испытания насосных агрегатов под рабочей нагрузкой.

д) Насосные агрегаты, прошедшие опробывание, подвергаются индивидуальному испытанию, под рабочей нагрузкой при нормальной и непрерывной работе в течение четырех часов.

е) В отдельных случаях (испытания насосных станций, невозможность проведения индивидуального испытания в отрыве от смежного оборудования технологии производства) испытание насосных агрегатов под рабочей нагрузкой может совмещаться с комплексным опробыванием оборудования обьекта.

ж) Напор, производительность и потребляемая мощность насосных агрегатов в процессе под рабочей нагрузкой должны соответствовать данными заводского паспорта.

з) Результаты индивидуального испытания насосного агрегата под нагрузкой, а при невозможности проведения такого испытания в отрыве от комплекса. Смежного оборудования.

и) Результаты опробывания фиксируется актом, являющимся одновременно актом окончания монтажных работ.

9. Окраска насоса

9.1 Поверхности всех деталей, подлежащих покрытию, должны быть тщательно очищены. Наличие на поверхности окалины, пригара, ржавчины, сварных брызг, заусениц, масляных и жировых загрязнений не допускается.

10 . Расчет нормы парка запасных частей

Установим норму запасных частей по следующей формуле:

где Р -- норма запаса деталей, т. е. число деталей одного наименования;

О -- число одинаковых деталей в машине или аппарате; =4,

З -- запас в месяцах (принимается от трех до пяти месяцев); = 5,

П -- количество оборудования одного типа; = 3,

К -- коэффициент уменьшения числа запасных деталей в зависимости от их числа на всех машинах или аппаратах по данной группе (является статистической величино11); = 0,8

ТД -- срок службы детали, устанавливаемый заводом, в месяцах.

Значение коэффициента К в зависимости от общего числа одинаковых деталей на предприятии ориентировочно можно принимать по табл.4.

Таблица 4. Значение коэффициента К

Определим норму запаса деталей по формуле:

где Н -- число запасных однотипных деталей для группы однотипного оборудования;

Д -- число однотипных деталей в данном агрегате; =2,

А -- число однотипных агрегатов; =5,

Тз -- предельный срок, на который агрегат обеспечивается запасом однотипных деталей, независимо от срока их службы; 13 мес.

Т -- срок службы данной детали; 18 мес.

КА и КД -- коэффициенты понижения запаса деталей, зависящие от числа однотипных агрегатов А и числа однотипных деталей в агрегате Д (при Т = Тз коэффициент КА= КД = 1), значения КА и КД даны в табл. 5 и табл.6.

Таблица 5. Значение коэффициента КА

Определенная по данным формулам норма запасных частей должна быть уточнена с учетом статистических данных и особенностей эксплуатации оборудования перекачивающих станций.

Таким образом, для определения нормы парка запасных частей необходимо знать:

Число однотипных деталей в агрегате;

Число однотипных агрегатов;

Предельный срок запаса агрегата;

Срок службы детали.

Формула позволяет определить количество деталей каждой группы, так как большой запас влияет на стоимость производимого ремонта и увеличивает сумму оборотных средств, что нежелательно на практике. Эта формула определяет «золотую середину», то есть неэффективно, когда не хватает деталей и особенно дисфункционально, когда они хранятся в излишке, создавая тем самым дополнительные материальные затраты.

11. Карта дефектации и ремонта рабочего колеса

Позиция на эскизе	Возможный дефект	Способ устранения дефекта		Предельно допустимый зазор сопр. дет.	Обозначение сопротивляемой деталью
			Номинальные	Допустимые
			Не допускается
	Износ поверхности	Замер, нутромер микрометрический				Более установка ремонтной втулки и расточка
	Износ поверхности	Замер, микрометр				Менее 395 наплавка порошком МЭУ
	Износ паза шпонки по ширине	Замер, шаблон				Более профрезировать паз под углом - к старому увеличить до 32
	Износ поверхности лопати, местная коррозия					Более наплавка, железнение, зачистка

Заключение

В данном курсовом проекте были изложены основы ремонта вала магистрального насоса НМ-10000-210. Уделено внимание модернизации всего насоса. Представлены ремонтные нормативы, общие технические требования, карта дефектации и ремонта.

Подобные документы

Центробежные насосы и принцип их работы. Расчёт основных параметров и рабочего колеса центробежного насоса. Выбор прототипа проектируемого центробежного насоса. Принципы подбора типа электродвигателя. Особенности эксплуатации центробежного насоса.

курсовая работа , добавлен 27.05.2013

Применение центробежных насосов для напорного перемещения жидкостей с сообщением им энергии. Принцип работы лопастного насоса - силовое взаимодействие лопастей рабочего колеса с обтекающим потоком. Характеристика объемной подачи, напора и мощности поршня.

реферат , добавлен 10.06.2011

Анализ существующих конструкций центробежных насосов для перекачки воды отечественного и зарубежного производства. Расчет проточного канала рабочего колеса, вала центробежного насоса, на прочность винтовых пружин. Силовой расчет торцового уплотнения.

курсовая работа , добавлен 07.11.2014

Принцип работы поршневого насоса, его устройство и назначение. Технические характеристики насосов типа Д, 1Д, 2Д. Недостатки ротационных насосов. Конструкция химических однопоточных центробежных насосов со спиральным корпусом. Особенности осевых насосов.

контрольная работа , добавлен 20.10.2011

Насосы-гидравлические машины, предназначенные для перемещения жидкостей. Технология монтажа центробежного насоса. Монтаж центробежного насоса. Принцип действия насоса. Монтаж горизонтальных насосов. Монтаж вертикальных насосов. Испытание насосов.

реферат , добавлен 18.09.2008

Конструкция разрабатываемого центробежного насоса ВШН-150 и его техническая характеристика. Конструкционные, прокладочные и набавочные материалы, защита насоса от коррозии. Техническая эксплуатация, обслуживание, ремонт узлов и деталей, монтаж насоса.

курсовая работа , добавлен 26.04.2014

Назначение, классификация, общее описание конструкций и основные параметры насосов. Методика расчета рабочего колеса, профилирования цилиндрической лопасти, спиральных отводов. Программный модуль расчета конструктивных параметров и характеристик насоса.

курсовая работа , добавлен 03.05.2012

Применение лопастных насосов для перекачки жидкостей - от химикатов до сжиженных газов. Одноступенчатые и многоступенчатые насосы. Организации монтажа насоса, проведение контроля его качества. Обслуживание и ремонт насоса. Соблюдение техники безопасности.

курсовая работа , добавлен 07.12.2016

Организация и планирование ремонтных работ. Составление дефектных ведомостей. Описание конструкции насоса. Материальное исполнение насоса НГК 4х1. Дефектация деталей: вала и защитной гильзы, подшипника качения, рабочего колеса с уплотняющими кольцами.

отчет по практике , добавлен 14.07.2015

Насосы - гидравлические машины, предназначенные для перемещения жидкостей. Принцип действия насосов. Центробежные насосы. Объемные насосы. Монтаж вертикальных насосов. Испытания насосов. Применение насосов различных конструкций. Лопастные насосы.

Укрытие разделяется воздухонепроницаемой огнестойкой стеной на два отдельных помещения со своими входами и выходами.

В первом помещении, по пожаро и взрывоопасности относящемуся к классу В-1А категории и группе смеси IIТА-3 , установлены четыре основных насоса типа НМ 10000х210 с ротором на производительность 10000 м3/час., блок откачки утечек и кран мостовой ручной во взрывобезопасном исполнении по ширине проема первого помещения общего укрытия грузоподъемностью 12т.

Во втором помещении с нормальной средой для привода насосов установлены синхронные электродвигатели нормального исполнения типа СТД-8000-2 с тиристорным возбудительным устройством, со встроенными водяными воздухоохладителями и замкнутым циклом вентиляции воздуха, блок централизованной маслосистемы с аккумулирующим баком и кран мостовой ручной в нормальном исполнении по ширине второго помещения общего укрытия грузоподъемностью 25т.

Насосные агрегаты обвязаны трубопрроводами-отводами изогнутой формы, которые соединяют их приемные и напорные патрубки через общий коллектор наружной установки. Трубопроводы отводы уложены в земле и присоединены к насосам сваркой.

Арматура, фитинги, обвязочные трубопроводы и коллектор магистральных насосных агрегатов, начиная от блока фильтров-грязеуловителей и до блока-бокса регуляторов давления включительно, а также насосные агрегаты выбраны на давление РУ=75ат.(7,5 МПа).

В общем укрытии проложены трубопроводные коммуникации вспомогательных систем, а также сооружены площадки для обслуживания оборудования с соответствующими ограждениями и лестницами. При проходе трубопроводов через разделительную стенку использованы специальные герметизирующие сальники.

Магистральные насосные агрегаты и электродвигатели соединены собой бес промежуточного вала и установлены на общем фундаменте с металлическими опорными рамами. Блок откачки утечек и блок очистки и охлаждения масла размещены на специальных металлических рамах на соответствующих отметках пола.

Трубопроводные коммуникации проложены в земле на опорах. Для обеспечения обслуживания трубопроводных коммуникаций вспомогательных систем во время эксплуатации в местах прокладки трубопроводов предусмотрены съемные плиты покрытия. Все трубопроводные коммуникации гидравлически испытаны на давление 1,25 РРАБ.

Компоновка оборудования, соотношение отметок и трубопроводная обвязка в основном укрытии и вне его приняты исходя из обеспечения следующих требований, определяемых расчетными параметрами используемых насосов:

самотечного отведения утечек от торцовых уплотнений из картера основных насосов в сборник утечек по замкнутой схеме;

подачи под напором нефти погружными насосами из сборников утечек и нефтесодержащих стоков в сборник нефти ударной волны;

откачки утечек насосами блока откачки утечек из сборника нефти ударной волны во всасывающий трубопровод магистральных насосов;

подачи заданного количества масла к подшипникам насосных агрегатов (насосов и электродвигателей) и самотечного отведения его от подшипников в баки централизованной маслосистемы;

подачи воды для охлаждения циркулирующего внутри электродвигателей воздуха;

подачи воды для охлаждения масла централизованной маслосистемы в маслоохладителей;

создание упругой пневмозавесы в отверстии герметизирующей фрамуги при беспромвальном соединении насосов и электродвигателей;

недопущение образования неучтенных температурных деформаций и усилий в трубопроводных узлах для обеспечения требований по уменьшению возникающих дополнительных напряжений на патрубках насосов до практически возможных пределов (20-40%)от напряжений в поперечном сечении патрубка насосов от внутреннего давления РУ = 75ат. (7,5 МПа).

2.3. Назначение насосного агрегата НМ 10000-210

Насосная станция - наиболее сложное и ответственное звено магистрального нефтепровода, на котором сосредоточен основной объём технологического оборудования нефтепровода.

Эффективная эксплуатация насосных станций – один из важнейших вопросов нефтепроводного транспорта. Достаточно лишь выделить вопрос об экономии электроэнергии на перекачку. Ведь насосные агрегаты нефтепроводов – это весьма энергоёмкое мощное оборудование, в процессе работы которого затрачиваются миллиарды киловатт-часов электроэнергии.

Одним из главных элементов насосной станции являются насосные агрегаты, которые передают энергию перекачиваемой жидкости, благодаря чему осуществляют её движение по трубопроводу.

Насосным агрегатом называется агрегат, состоящий из насоса и приводящего его в движение двигателя, соединённых между собой.

На насосных станциях магистральных нефтепроводов применяются синхронные и асинхронные электродвигатели.

В связи с этим одна из главных задач эксплуатации насосного оборудования нефтепроводов – получение максимального к.п.д. насосов в любой момент времени.

Агрегат нефтяной электронасосный центробежный магистральный типа «НМ» на подачи 10000 м3/ч предназначен для транспортирования по магистральным трубопроводам нефти с температурой до 80*С, кинематической вязкостью не более 3см2/с, с содержанием механических примесей по объёму не более 0,05% и размером не более 0,2мм.

Насос – это устройство, в котором внешняя механическая энергия преобразуется в энергию перекачиваемой жидкости, в результате чего осуществляется её напорное перемещение. Насосы изготовлены по 1 группе надёжности ГОСТ6134-71 в климатическом исполнении УХЛ, категории размещения 4 ГОСТ15150-69 .

Таблица 1.3.- Технические характеристики насоса НМ10000 - 210

Давление в камере уплотнения,кгс/см2
Габаритные размеры (длинна х ширина х высота) , мм	2505х2600х2125
Уровень звука на опорном радиусе 3м, дБА, не более
Двигатель
Напряжение, В
Мощность, кВт
Частота вращения, об/мин
	переменный
Масса в сборе, кг

Устройство и принцип работы насосного агрегата НМ 10000 –210

Принцип действия насоса заключается в преобразовании механической энергии в гидравлическую за счёт взаимодействия жидкости с рабочими органами.

Насос НМ 10000-210 – центробежный горизонтальный с двухсторонним подводом жидкости к рабочему колесу и двухзавитковым спиральным отводом жидкости от рабочего колеса. Этот насос разработан специально для нефтяной промышленности и предназначен для транспортировки нефти и нефтепродуктов с температурой 268 – 353 К, кинематической вязкостью до 3х10 - 4 м2/с, содержанием механических примесей до 0,06% по объёму с размером частиц до 0,2 мм.

Входной и напорный патрубки насоса, направленные в противоположные стороны от оси насоса, расположены в нижней части корпуса, что обеспечивает удобный доступ к ротору и внутренним деталям насоса без отсоединения патрубков от технологических трубопроводов. Входной и напорный патрубки присоединяются к технологическим трубопроводам сваркой.

Базовой деталью насоса является корпус с горизонтальной плоскостью разъёма и лапами, расположенными в нижней части.

2.5. Корпус насоса

Конструкция корпуса насоса зависит от трёх основных факторов:

давления, температуры и свойств перекачиваемой жидкости. Для нефтяных насосов наибольшее распространение получили корпуса с осевым разъёмом.

Большая часть современных магистральных насосов имеет корпус в виде спирали вокруг колеса, так называемый спиральный корпус.

Корпус спирального типа выполняется разъёмным по горизонтальной плоскости и состоит из двух половин: верхней (крышки корпуса) и нижней.

Такая конструкция позволяет легко и быстро разбирать насо, для чего достаточно снять верхнюю половину корпуса и поднять ротор, предварительно освободив его от подшипников, внутренние отверстия корпуса и отверстий под концевые уплотнения растачивают в собранном корпусе.

Наличие горизонтального разъёма позволяет производить разборку насоса без отсоединения трубопроводов.

в верхней части корпуса насоса имеется отверстие для выпуска воздуха при заполнении насоса перекачиваемой жидкостью, а в нижней – отверстие для слива при разборке насоса.

Корпуса современных насосов представляют собой стальные отливки сложной формы, в которых выполнены подводящие полости – подводы, отводы и переводные каналы.Корпус насоса выполнен из стали 25Л-|| или 20Л-|| . В нижней части корпуса расположены входной и напорный патрубки и опорные лапы.

Отливка корпусных деталей должна обеспечивать высокую точность геометрических размеров и чистоту поверхностей проточной части. Вся внутренняя полость корпуса насоса при работе заполнена перекачиваемой жидкостью и находится под давлением, поэтому механическая прочность корпуса проверяется гидравлическими испытаниями.

Корпуса современных магистральных насосов типа НМ рассчитаны на предельное рабочее давление 7,5 МПа.

Крышка корпуса крепится к нижней части шпильками, обеспечивающими контактное уплотняющее усилие по плоскости разъёма, которая уплотняется прокладкой толщиной 0,5 – 1 мм.

Для транспортировки насоса в крышке имеются специальные проушины в ребрах жёсткости или бобышки для рым – болтов.

2.6. Ротор насоса

Ротор насоса – отдельная сборочная единица, определяющая динамическую устойчивость работы насоса, его надёжность, долговечность и экономичность Ротор насоса состоит из вала с насаженными на него рабочим колесом, защитными втулками, дистанционными кольцами и крепёжными деталями.

Вал предназначен для передачи момента вращения от электродвигателя к рабочему колесу, неподвижно закреплённому на валу при помощи шпонок и установочных гаек. Правильная установка ротора в корпус в осевом направлении достигается подгонкой толщины дистанционного кольца. Ротор насоса центруется перемещением корпусов подшипников с помощью регулировочных валков, после чего корпуса подшипников штифтуются.

Опорами ротора являются подшипники скольжения с принудительной смазкой. Количество масла, подводимого к подшипникам регулируется с помощью дроссельных шайб, установленным на подводе масла к подшипникам. В случае аварийного отключения электроэнергии масло подаётся к шейкам вала смазочными кольцами.

Для восприятия остаточных неуравновешенных сил служит радиально-упорный сдвоенный шарикоподшипник с принудительной смазкой. Концевые уплотнения ротора механические, рассчитаны на рабочее давление 4,9 МПа.

Конструкция торцевого уплотнения допускает разборку и сборку насоса без демонтажа крышки насоса и корпусов подшипников. Герметизация торцовых уплотнений обеспечивается плотным прилеганием неподвижного кольца к вращающемуся кольцу за счёт гидростатического давления жидкости.

Максимальный диаметр вала насоса выбирается в месте посадки рабочего колеса, а к концам диаметр вала ступенчато уменьшается. Посадочные размеры вала обрабатываются по второму классу точности.

Валы нефтяных насосов изготовляют из сталей 40Х(ГОСТ 4543-71) и 30Х1(ГОСТ5632-72) .

Основной элемент ротора и насоса - рабочее колесо, в котором механическая энергия, получаемая от электродвигателя, преобразуется в гидравлическую энергию перекачиваемой жидкости.

На насосах НМ 10000-210 применяется рабочее колесо с двухсторонним входом которое выполняется цельнолитым и представляет собой как бы два колеса с односторонним входом, сложенные основными дисками. Это колесо имеет один основной и два передних диска.Основное достоинство таких рабочих колёс - их хорошая осевая уравновешенность.

Вращение от ротора электродвигателя к насосу передаётся с помощью зубчатой муфты с проставкой между внешними обоймами. При снятии проставки демонтаж зубчатой муфты и торцовых уплотнений обеспечивается без снятия крышки корпуса и электродвигателя.

Если в качестве привода используется двигатель в обычном исполнении, насос и двигатель устанавливаются в изолированных друг от друга помещениях. Помещения изолируются с помощью воздушной завесы, образующейся в щелевом зазоре между зубчатой втулкой электродвигателя и воздушной камерой при подаче в камеру сжатого воздуха. Минимальный перепад давления между воздушной камерой и помещением насосной 0,03 м.

Чтобы повысить экономичность работы насосов, в период поэтапного освоения нефтепроводов предусматривается применение сменных роторов с рабочими колёсами на подачу 0,5 и 0,7 от номинальной. Для расширения области применения насоса НМ 10000-210 до подачи 12000 м3/ч в нём предусмотрено применение сменного ротора на подачу 1,25 от номинальной.

АгрегатамиРеферат >> Транспорт

Отчётной работе описывается работа и устройство нефтеперекачивающей станции НПС № 1, расположенная на 172 ... вертикальных сетчатых фильтров. Магистральная насосная Магистральная насосная оснащается насосными агрегатами Р-140010 А/В/С в количестве 3 штук...