Основні насоси НПС. Експлуатація насосних агрегатів Номінальні параметри спіральних насосів типу НМ

Укриття розділяється повітронепроникною вогнестійкою стіною на два окремі приміщення зі своїми входами та виходами.

У першому приміщенні, по пожежі та вибухонебезпечності, що відноситься до класу В-1А категорії та групи суміші IIТА-3, встановлені чотири основні насоси типу НМ 10000х210 з ротором на продуктивність 10000 м3/год., блок відкачування витоків і кран мостовий ручний ширині отвору першого приміщення загального укриття вантажопідйомністю 12т.

У другому приміщенні з нормальним середовищем для приводу насосів встановлені синхронні електродвигуни нормального виконання типу СТД-8000-2 з тиристорним збудливим пристроєм, з вбудованими водяними повітроохолоджувачами та замкнутим циклом вентиляції повітря, блок централізованої маслосистеми з акумулюючим баком. другого приміщення загального укриття вантажопідйомністю 25т.

Насосні агрегати обв'язані трубопроводами-відводами вигнутої форми, які з'єднують їх приймальні та напірні патрубки через загальний колектор зовнішньої установки. Трубопроводи відводи укладені в землі та приєднані до насосів зварюванням.

Арматура, фітинги, обв'язувальні трубопроводи та колектор магістральних насосних агрегатів, починаючи від блоку фільтрів-грязеуловлювачів до блоку-бокса регуляторів тиску включно, а також насосні агрегати обрані на тиск РУ=75ат.(7,5 МПа).

У загальному укритті прокладено трубопровідні комунікації допоміжних систем, а також споруджено майданчики для обслуговування обладнання з відповідними огорожами та сходами. При проході трубопроводів через розділову стінку використані спеціальні сальники, що герметизують.

Магістральні насосні агрегати та електродвигуни з'єднані собою без проміжного валу та встановлені на загальному фундаменті з металевими опорними рамами. Блок відкачування витоків та блок очищення та охолодження олії розміщені на спеціальних металевих рамах на відповідних відмітках підлоги.

Трубопровідні комунікації прокладені землі на опорах. Для забезпечення обслуговування трубопровідних комунікацій допоміжних систем під час експлуатації у місцях прокладання трубопроводів передбачено знімні плити покриття. Усі трубопровідні комунікації гідравлічно випробувані тиск 1,25 РРАБ.

Компонування обладнання, співвідношення відміток та трубопровідна обв'язка в основному укритті та поза ним прийняті виходячи із забезпечення наступних вимог, що визначаються розрахунковими параметрами використовуваних насосів:

самопливного відведення витоків від торцевих ущільнень з картера основних насосів у збірник витоків за замкненою схемою;

подачі під напором нафти занурювальними насосами зі збірників витоків та нафтовмісних стоків у збірник нафти ударної хвилі;

відкачування витоків насосами блоку відкачування витоків зі збірки нафти ударної хвилі у всмоктуючий трубопровід магістральних насосів;

подачі заданої кількості масла до підшипників насосних агрегатів (насосів та електродвигунів) та самопливного відведення його від підшипників у баки централізованої маслосистеми;

подачі води для охолодження повітря, що циркулює всередині електродвигунів;

подачі води для охолодження олії централізованої олійної системи в маслоохолоджувачів;

створення пружної пневмозавіси в отворі герметизуючої фрамуги при безпромвальному з'єднанні насосів та електродвигунів;

недопущення утворення неврахованих температурних деформацій та зусиль у трубопровідних вузлах для забезпечення вимог щодо зменшення виникаючих додаткових напруг на патрубках насосів до практично можливих меж (20-40%) від напруг у поперечному перерізі патрубка насосів від внутрішнього тиску РУ = 75ат. (7,5 МПа).

2.3. Призначення насосного агрегату НМ 10000-210

Насосна станція - найбільш складна та відповідальна ланка магістрального нафтопроводу, на якій зосереджено основний обсяг технологічного обладнання нафтопроводу.

Ефективна експлуатація насосних станцій – одне з найважливіших питань нафтопровідного транспорту. Достатньо лише виділити питання про економію електроенергії на перекачування. Адже насосні агрегати нафтопроводів – це дуже енергоємне потужне обладнання, у процесі роботи якого витрачаються мільярди кіловат-годин електроенергії.

Одним з головних елементів насосної станції є насосні агрегати, які передають енергію рідини, що перекачується, завдяки чому здійснюють її рух трубопроводом.

Насосним агрегатом називається агрегат, що складається з насоса і приводить його в рух двигуна, з'єднаних між собою.

На насосних станціях магістральних нафтопроводів застосовуються синхронні та асинхронні електродвигуни.

У зв'язку з цим одним із головних завдань експлуатації насосного обладнання нафтопроводів є отримання максимального к.п.д. насосів у будь-який момент часу.

Агрегат нафтовий електронасосний відцентровий магістральний типу «НМ» на подачі 10000 м3/год призначений для транспортування магістральними трубопроводами нафти з температурою до 80*С, кінематичною в'язкістю не більше 3см2/с, з вмістом механічних домішок за обсягом не більше 0 розміром трохи більше 0,2мм.

Насос – це пристрій, в якому зовнішня механічна енергія перетворюється на енергію рідини, що перекачується, в результаті чого здійснюється її напірне переміщення. Насоси виготовлені за 1 групою надійності ГОСТ6134-71 у кліматичному виконанні УХЛ, категорії розміщення 4 ГОСТ15150-69.

Таблиця 1.3.- Технічні характеристики насоса НМ10000 – 210

Пристрій та принцип роботи насосного агрегату НМ 10000 –210

Принцип дії насоса полягає у перетворенні механічної енергії в гідравлічну рахунок взаємодії рідини з робочими органами.

Насос НМ 10000-210 – відцентровий горизонтальний з двостороннім підведенням рідини до робочого колеса та двозавитковим спіральним відведенням рідини від робочого колеса. Цей насос розроблений спеціально для нафтової промисловості та призначений для транспортування нафти та нафтопродуктів з температурою 268 – 353 К, кінематичною в'язкістю до 3х10 – 4 м2/с, вмістом механічних домішок до 0,06% за обсягом з розміром частинок до 0,2 мм.

Вхідний та напірний патрубки насоса, спрямовані в протилежні сторони від осі насоса, розташовані в нижній частині корпусу, що забезпечує зручний доступ до ротора та внутрішніх деталей насоса без від'єднання патрубків від технологічних трубопроводів. Вхідний та напірний патрубки приєднуються до технологічних трубопроводів зварюванням.

Базовою деталлю насоса є корпус з горизонтальною площиною роз'єму та лапами, розташованими в нижній частині.

2.5. Корпус насосу

Конструкція корпусу насоса залежить від трьох основних факторів:

тиску, температури і властивостей рідини, що перекачується. Для нафтових насосів найбільшого поширення набули корпуси з осьовим роз'ємом.

Більшість сучасних магістральних насосів має корпус у вигляді спіралі навколо колеса, так званий спіральний корпус.

Корпус спірального типу виконується роз'ємним горизонтальною площиною і складається з двох половин: верхньої (кришки корпусу) і нижньої.

Така конструкція дозволяє легко і швидко розбирати нас, для чого достатньо зняти верхню половину корпусу і підняти ротор, попередньо звільнивши його від підшипників, внутрішні отвори корпусу та отворів під кінцеві ущільнення розточують у зібраному корпусі.

Наявність горизонтального роз'єму дозволяє проводити розбирання насоса без від'єднання трубопроводів.

у верхній частині корпусу насоса є отвір для випуску повітря при заповненні насоса рідиною, що перекачується, а в нижній – отвір для зливу при розбиранні насоса.

Корпуси сучасних насосів являють собою сталеві виливки складної форми, в яких виконані порожнини, що підводять - підводи, відводи і перекладні канали. Корпус насоса виконаний зі сталі 25Л-|| або 20Л-|| . У нижній частині корпусу розташовані вхідний та напірний патрубки та опорні лапи.

Виливка корпусних деталей повинна забезпечувати високу точність геометричних розмірів та чистоту поверхонь проточної частини. Вся внутрішня порожнина корпусу насоса при роботі заповнена рідиною, що перекачується, і знаходиться під тиском, тому механічна міцність корпусу перевіряється гідравлічними випробуваннями.

Корпуси сучасних магістральних насосів НМ розраховані на граничний робочий тиск 7,5 МПа.

Кришка корпусу кріпиться до нижньої частини шпильками, що забезпечують контактне зусилля по площині роз'єму, яка ущільнюється прокладкою товщиною 0,5 - 1 мм.

Для транспортування насоса в кришці є спеціальні вуха в ребрах жорсткості або боби для рим - болтів.

2.6. Ротор насосу

Ротор насоса – окрема складальна одиниця, що визначає динамічну стійкість роботи насоса, його надійність, довговічність та економічність. Ротор насоса складається з валу з насадженими на нього робочим колесом, захисними втулками, дистанційними кільцями та кріпильними деталями.

Вал призначений передачі моменту обертання від електродвигуна до робочого колеса, нерухомо закріпленому на валу з допомогою шпонок і гайок. Правильне встановлення ротора в корпус в осьовому напрямку досягається припасуванням товщини дистанційного кільця. Ротор насоса центрується переміщенням корпусів підшипників за допомогою регулювальних валків, після чого корпуси підшипників штифтуються.

Опорами ротора є підшипники ковзання з примусовим мастилом. Кількість масла, що підводиться до підшипників, регулюється за допомогою дросельних шайб, встановленим на підведенні масла до підшипників. У разі аварійного відключення електроенергії масло подається до шийок валу мастильними кільцями.

Для сприйняття залишкових неврівноважених сил служить радіально-упорний здвоєний шарикопідшипник з примусовим мастилом. Кінцеві ущільнення ротора є механічними, розраховані на робочий тиск 4,9 МПа.

Конструкція торцевого ущільнення допускає розбирання та збирання насоса без демонтажу кришки насоса та корпусів підшипників. Герметизація торцевих ущільнень забезпечується щільним приляганням нерухомого кільця до кільця, що обертається, за рахунок гідростатичного тиску рідини.

Максимальний діаметр валу насоса вибирається у місці посадки робочого колеса, а до кінців діаметр валу ступінчасто зменшується. Посадкові розміри валу обробляються за другим класом точності.

Вали нафтових насосів виготовляють із сталей 40Х(ГОСТ 4543-71) та 30Х1(ГОСТ5632-72) .

Основний елемент ротора і насоса - робоче колесо, в якому механічна енергія, що отримується від електродвигуна, перетворюється на гідравлічну енергію рідини, що перекачується.

На насосах НМ 10000-210 застосовується робоче колесо з двостороннім входом, яке виконується цільнолитим і являє собою як би два колеса з одностороннім входом, складені основними дисками. Це колесо має один основний і два передні диски. Основна перевага таких робочих коліс – їхня хороша осьова врівноваженість.

Обертання від ротора електродвигуна до насоса передається за допомогою зубчастої муфти з проставкою між зовнішніми обоймами. При знятті проставки демонтаж зубчастої муфти та торцевих ущільнень забезпечується без зняття кришки корпусу та електродвигуна.

Якщо як привод використовується двигун у звичайному виконанні, насос і двигун встановлюються в ізольованих один від одного приміщеннях. Приміщення ізолюються за допомогою повітряної завіси, що утворюється в щілинному проміжку між зубчастою втулкою електродвигуна і повітряною камерою при подачі в камеру стисненого повітря. Мінімальний перепад тиску між повітряною камерою та приміщенням насосної 0,03 м.

Щоб підвищити економічність роботи насосів, у період поетапного освоєння нафтопроводів передбачається застосування змінних роторів із робочими колесами на подачу 0,5 та 0,7 від номінальної. Для розширення області застосування насоса НМ 10000-210 до подачі 12000 м3/год у ньому передбачено застосування змінного ротора на 1,25 подачі від номінальної.

Агрегатами Реферат >> Транспорт

Звітної роботи описується робота та пристрій нафтоперекачує станціїНПС №1, розташована на 172... вертикальних сітчастих фільтрів. Магістральна насоснаМагістральна насоснаоснащується насосними агрегатамиР-140010 А/В/С в кількості 3 штук.

Агрегати нафтові електронасосні відцентрові магістральні типу "НМ" на подачі 1250-12500 м 3 /годину призначені для транспортування магістральними трубопроводами нафти з температурою від -5 0 С до + 80 0 С, з кінематичною в'язкістю не більше 3 см 2 /с, вмістом механічних домішок за обсягом не більше 0,05% та розміром не більше 0,2 мм.

Насоси виготовлені за I групою надійності ГОСТ 6134-87 у кліматичному виконанні УХЛ, категорії розміщення 4 ГОСТ 15150-69.

В умовному позначенні електронасосних агрегатів, наприклад НМ 10000-210 цифри та літери позначають:

"НМ" - магістральний насос;

10000 – подача, м 3 /годину;

210 – натиск, м.

Основні технічні параметри насосів наведено у додатку М.

За погодженням із замовником, можуть поставлятися зі змінними роторами з наступними параметрами (таблиця 4.1).

Таблиця 4.1 – Характеристика змінних роторів на магістральні насоси

Пристрій та принцип роботи

Електронасосний агрегат складається з насоса та приводного двигуна. З 4 насосними агрегатами, що поставляються на одну насосну станцію, комплектно відправляються маслоустановка, насоси відкачування витоків, автоматика та КВП.

Насос відцентровий нафтовий магістральний

Принцип дії насоса полягає у перетворенні механічної енергії на гідравлічну за рахунок взаємодії рідини з робочими органами.

Насос відцентровий горизонтальний, одноступінчастий, спірального типу, з робочим колесом двостороннього входу, з підшипниками ковзання з примусовим мастилом. Базовою деталлю насоса є корпус. З горизонтальною площиною роз'єму та лапами, розташованими в нижній частині. Нижня та верхня частини з'єднуються шпильками з ковпачковими гайками. Горизонтальний роз'єм корпусу ущільнюється паронітовою прокладкою і закривається по контуру щитками. Вхідний та напірний патрубки розташовані в нижній частині корпусу та направлені у протилежні сторони. Ротор насоса складається з валу, з насадженими на нього робочим колесом, захисними втулками, кільцями дистанційними і кріпильними деталями. Правильне встановлення ротора в корпус в осьовому напрямку досягається припасуванням товщини дистанційного кільця. Напрямок обертання ротора - за годинниковою стрілкою, якщо дивитися з боку приводу. Опорами ротора є підшипники ковзання. Центрівка ротора насоса в корпусі провадиться переміщенням корпусів підшипників за допомогою регулювальних гвинтів, після чого корпуси підшипників штифтуються. При перезаливці або заміні вкладишів слід центрувати ротора знову.

Змащення підшипників - примусове. Кількість олії, що підводиться до підшипників, регулюється за допомогою дросельних шайб, що встановлюються на підведенні олії до підшипників. У разі аварійного відключення електроенергії для подачі олії до шийок валу передбачені мастильні кільця. Осьове зусилля ротора сприймають два радіально-упорні підшипники. Кінцеві ущільнення ротора – механічні, торцеві, гідравлічно розвантажені. Конструкція торцевого ущільнення допускає розбирання та збирання насоса без демонтажу кришки та корпусів підшипників. Герметизація торцевих ущільнень забезпечується дією пружин, що створює щільний контакт нерухомого та обертових кілець. У насосі передбачена система охолодження кінцевих ущільнень за рахунок прокачування рідини импеллер через камеру торцевого ущільнення. Рідина забирається з підвода через отвір у корпусі насоса та скидається у підвід у бік робочого колеса. Імпелерні втулки мають різну гвинтову нарізку: ліву - з боку двигуна та праву - з боку опорно-упорного підшипника. Розріз і характеристика насоса представлено малюнку 4.1.

Рисунок 4.1 - Розріз та характеристика насоса НМ 10000-210

Двигун

Як привод насоса, на вимогу замовника, можуть бути застосовані двигуни:

синхронний, у звичайному виконанні типу СТД-2;

Синхронний у вибухозахищеному виконанні типу АТД-4 (4АЗМП або 4АРМП);

Синхронний у вибухозахищеному виконанні типу СТДП;

Асинхронний, у вибухозахищеному виконанні типу АТД-4 (4АЗМП або 4АРМП);

Асинхронний тип 2АЗМВ1.

Технічні характеристики двигунів наведені в таблиці 4.3.

Таблиця 4.3 – Технічні характеристики двигунів

Першу заміну мастила рекомендується зробити через 200-300 годин експлуатації зубчастої муфти. При застосуванні як привод, двигун у звичайному виконанні, насос і двигун встановлюються в ізольованих один від одного приміщеннях. Ізолювання приміщень здійснюється за допомогою повітряної завіси, що утворюється в щілинному зазорі між зубчастою втулкою електродвигуна та повітряною камерою при подачі в стиснене повітря. Мінімальний перепад тиску між повітряною камерою та приміщенням насосної – 0,02 м.

Вступ

Відцентрові насоси широко застосовуються у всіх галузях, у тому числі в нафтовій промисловості, для перекачування різних рідин. Їх переваги - простота конструкції та зручність в експлуатації.

Відцентровий насос відноситься до лопатевих насосів, в яких рідке середовище переміщається через робоче колесо від центру до периферії.

Відцентровий насос складається з робочого колеса з вигнутими лопатями та нерухомого корпусу спіральної форми, Робоче колесо насаджене на вал, обертання якого здійснюється безпосередньо від приводу (найчастіше електродвигуна).

У корпусі насоса є два патрубки для приєднання до всмоктуючого та нагнітального трубопроводів. Отвори в корпусі, через які проходить вал колеса мають сальники для створення необхідної герметичності.

Для запобігання перетіканню рідини всередині насоса між патрубком, що всмоктує, і колесом встановлюється лабіринтне ущільнення.

Відцентровий насос може працювати тільки в тому випадку, коли його внутрішня порожнина заповнена рідиною, що перекачується.

Принцип дії відцентрових насосів ось у чому. Від валу насоса рухається робоче колесо, що знаходиться в корпусі. Колесо при своєму обертанні захоплює рідину і завдяки відцентровій силі, що розвивається, викидає цю рідину через напрямну (спіральну) камеру в нагнітальний трубопровід.

Рідина, що йде, звільняє займаний нею простір у каналах на внутрішньому колі робочого колеса. Тиск у цій галузі знижується, і туди спрямовується рідина з всмоктуючого трубопроводу під дією різниці тисків.

Різниця тисків у резервуарі та на всмоктуванні насоса повинна бути достатньою, щоб подолати тиск стовпа рідини, гідравлічні та інерційні опори у всмоктувальному трубопроводі.

Якщо рідина забирається насосом з відкритого резервуара, то всмоктування рідини відцентровим насосом відбувається під дією перепаду тиску, що дорівнює різниці атмосферного тиску і тиску на вході в робоче колесо.

Основним елементом відцентрового насоса є робоче колесо, яке є, наприклад, виливком з двох дисків, між якими розташовується від 4 до 12 робочих лопатей. Іноді робочі колеса виконують відчиненими без переднього диска. Робоче колесо може бути звареним, штампованим і фрезерованим.

Спіральний корпус (камера) служить для прийому та направлення рідини, а також перетворення кінетичної енергії рідини (швидкості), придбаної від робочого колеса, що обертається, в потенційну енергію (тиск).

У корпусі насоса встановлюються опори. Для підшипників, у яких обертається вал.

Відцентрові насоси класифікуються в такий спосіб.

1. За кількістю робочих коліс: одноступінчасті (з одним робочим колесом); багатоступінчасті (з кількома робочими колесами). У багатоступінчастих насосах рідина подається через патрубок, що всмоктує, до центру першого колеса, з периферії цього колеса до центру наступного колеса і т. д. Таким чином, тиск рідини послідовно підвищується на кожному робочому колесі. Число коліс та багатоступінчастих насосах може сягати 10 - 16.

2. По напору, що розвивається: низьконапірні (до 50 - 60 м); середньо-напірні (до 150 - 200 м); високонапірні (більше 200 м).

3. За способом підведення рідини до робочого колеса: з одностороннім підведенням (всмоктуванням); з двостороннім підведенням.

4. За розташуванням валу насоса: горизонтальні; вертикальні.

5. За способом рознімання корпуса: з горизонтальним роз'ємом; з вертикальним роз'ємом.

6. За способом відведення рідини з робочого колеса камеру: спіральні; секційні.

У спіральних насосах рідина з робочого колеса надходить у спіральний корпус і потім напірний трубопровід. У секційних насосах рідина з робочого колеса відводиться через напрямний апарат, який є нерухомим кільцем з лопатями.

7.За способом з'єднання з двигуном: що з'єднуються з двигуном через прискорювач; що з'єднуються з двигуном безпосередньо (через пружну муфту).

8. За призначенням: для перекачування води, нафти, холодних та гарячих нафтопродуктів, зріджених газів, масел, органічних розчинників та ін; для транспортування магістральними трубопроводами нафти та нафтопродуктів.

До систем нафтопостачання пред'являються особливі вимоги, основними з яких є: надійність та безперебійність доставки нафти споживачам за умови безпечної та економічної роботи всіх технологічних споруд.

Виконання цих вимог цілком можливо лише за високому рівні надійності устаткування. Відцентрові насоси становлять основний вид нагнітального обладнання для перекачування продукту магістральними трубопроводами і застосовуються як на головних, так і на проміжних НПС. Для забезпечення безперебійної роботи насосів необхідно періодично виявляти та усувати можливі дефекти вузлів та деталей насосів.

1. Призначення, пристрій та технічна характеристика насосів

1.1 Призначення

Насоси застосовуються для перекачування нафти з температурою від мінус до плюс З, з кінематичною в'язкістю до 3 см/сек, механічними домішками не більше 0,2 мм і 0,05% за обсягом. Корпуси насосів розраховані на максимальний робочий тиск 64 кгс/см та допускають послідовну роботу трьох насосних агрегатів.

Для перекачування рідин на вибухонебезпечних та пожежонебезпечних виробництвах та установках насос повинен бути укомплектований електродвигуном, виконаним у вибухозахисному корпусі.

1.2 Влаштування насоса

Насоси нафтові магістральні, відцентрові одноступінчасті, з робочим колесом двостороннього входу та двозавитковим спіральним відведенням.

Корпус насоса – литий чавунний, з горизонтальною площиною роз'єму – є базовою деталлю. Верхня та нижня частини корпусу з'єднуються за допомогою шпильок з ковпачковими гайками. Горизонтальний роз'єм корпусу ущільнюється паронітовою прокладкою товщиною 0,6 мм і за контуром закривається спеціальними щитками для гасіння струменя нафти у разі пробою прокладки по роз'єму. У нижній частині корпусу відлиті лапи для кріплення насоса до фундаменту.

Ротор насоса є окремою складальною одиницею і складається з валу (поковка сталь 40Х), робочого колеса (сталь 25А), сорочок з нержавіючої сталі, захисних втулок та інших деталей, закріплених на валу. Шийки валу, що спирається на підшипники, піддані поверхневому загартування для підвищення зносостійкості. Кінець вала під зубчасту втулку конічний, що полегшує зняття зубчастої втулки.

Робоче колесо зварнолите насаджується на вал щільною посадкою. Деталі ротора на валу посаджені на шпонки та закріплені гайками зі стопорними шайбами.

Правильне встановлення ротора в корпусі насоса в осьовому напрямку забезпечується підбором товщини дистанційного кільця.

Опорами ротора є підшипники ковзання. Положення корпусу підшипника регулюється трьома гвинтами. Установка підшипників повинна забезпечувати концентричність розташування ротора щодо розточування ущільнень статора. У цьому положенні корпус підшипників фіксується штифтами. Змащення підшипників примусове.

Мастильні кільця призначені для мастила підшипників.

осьове зусилля ротора сприймається двома радіально - затятими шарикопідшипниками. Комплект шарикопідшипників підбирається по зовнішньому кільцю втулкою завзятою і торцевою кришкою. Внутрішні обойми жорстко затискаються на валу гайкою.

Кінцеві ущільнення ротора - механічні, торцеві, одинарні з парою графіт, що труться, - нержавіюча сталь розвантаженого типу. Попереднє притискання деталей тертя створюється за допомогою восьми пружин. Конструкція торцевого ущільнення допускає розбирання та складання останнього без демонтажу кришки насоса та корпусів підшипників.

Маслоустановка нафтового насосного агрегату призначається для забезпечення мастила підшипників насоса та електродвигуна.

Електродвигун і насос встановлюються в ізольованих один від одного приміщеннях, так як електродвигун виконаний не у вибухозахисному виконанні. Ізолювання здійснюється за допомогою повітряної завіси, що утворюється в щілинному зазорі між зубчастою втулкою електродвигуна та повітряною камерою.

З'єднання насоса з електродвигуном здійснюється за допомогою зубчастої муфти із проставкою. Обойми зубчастої муфти з'єднані із приставкою, призонними болтами та закриті торцевими кришками.

Насос забезпечений допоміжними трубопроводами підведення та відведення олії, трубопроводом відведення нафти, гідророзвантаження, відведення витоків з торцевих ущільнень. У насосі передбачені місця встановлення датчиків контролю його роботи.

2. Склад ремонтних робіт

2.1 До обсягу капітального ремонту входять такі основні роботи:

Повне розбирання насоса та уточнення відомості дефектів;

Усі роботи поточного ремонту;

Огляд та ремонт фундаменту;

Ревізія та контроль елементів корпусу насоса;

Промивання та дефектація деталей насоса;

Заміна всіх прокладок та ущільнювачів;

Перевірка стану контрольно-вимірювальних приладів (при необхідності ремонт та заміна);

Складання насоса із заміною деталей, що вийшли з ладу;

Випробування та контроль якості ремонту;

Забарвлення насоса;

Пускові, налагоджувальні роботи та здавання насоса в експлуатацію.

Капітальний ремонт відцентрових насосів типу “НМ” проводиться агрегатним методом (РД 39-30-48-78) та включає наступні види робіт:

а) виведення насосного агрегату у ремонт;

б) визволення насоса від нафти;

в) зняття огорож;

г) повне розбирання насоса на вузли:

Від'єднання напівмуфти;

Розтин насоса;

Зняття торцевих ущільнень;

Зняття підшипників;

Зняття ротора;

Зняття прокладок;

д) промивання ліній витоків з відключенням сигналізаторів витоків;

е) огляд технічного стану внутрішньої порожнини корпусу насоса;

ж) збирання насоса:

Установка нового або заздалегідь відремонтованого та збалансованого ротора у комплекті з муфтою зчеплення в ЦБПО чи БПО;

Установка та підготовка торцевих ущільнень;

Встановлення підшипників;

Підготовка роз'єму корпусу насоса та допоміжного обладнання;

з) ремонт фундаменту насоса, за необхідності перезаливання анкерних болтів;

і) центрування агрегату;

л) опресування насоса під робочим тиском;

м) підготовка насоса до пуску та пробний пуск;

н) фарбування насосу.

3. Ремонтні нормативи

Таблиця 1.

4. Загальні технічні вимоги

4.1 Вказівки щодо дефектації деталей

правильна організація та ретельне проведення дефектації забезпечує якісне проведення ремонту, знижує його вартість та витрати запасних частин, матеріалів.

Деталі, що надходять на дефектацію (контроль - сортування), повинні бути ретельно очищені від бруду, іржі, затверділих нашарувань олії, промиті та висушені.

Для очищення деталей залежно від характеру забруднень можна використовувати різні способи очищення: термічний, механічний, хімічний.

Термічний спосіб полягає в тому, що очищення деталей проводять шляхом випалу в полум'ї.

При механічному способі стару фарбу, іржу та інші забруднення знімаю з деталей щітками, механізованими шарошками, роторними машинками.

При абразивному способі очищення здійснюють шляхом обробки деталей на гідропіскоструминних установках.

При хімічному способі забруднення видаляють спеціальною пастою або розчинами, що складаються з негашеного вапна, крейди, каустичної соди, мазуту та інших компонентів.

Для промивання деталей, зазвичай, використовують водно - лужні розчини, основними миючими засобами яких є: каустична сода, кальцинована сода, тринатрйфосфат.

Крім цих компонентів у розчин вносять поверхнево - активні речовини - мило рідке та господарське, які послаблюють поверхневий натяг жирів та сприяє утворенню в розчині дрібнодисперсних емульсій. Застосовують інші компоненти. Декілька рецептів миючих наведено в таблиці 2.

Таблиця 2.

Промивання ведуть при температурі розчину - до повного видалення забруднень.

В окремих випадках для промивання деталей застосовують гас. Промивання деталей у гасі слід проводити у спеціально відведеному для цього місці, дотримуйся всіх заходів протипожежної безпеки.

Дефекти в деталях виявляють у різний спосіб. Тріщини, злами, згини в деталях виявляють візуальним оглядом. У необхідних випадках виявлення внутрішніх дефектів застосовують методи рентгеноскопії до магнітної дефектоскопії.

Якщо під час перевірки встановлено, що з якогось дефекту деталь слід бракувати, то її подальшу перевірку (з виявлення двох дефектів) не проводять.

Якщо при дефектакції буде встановлено, що розміри будь-якої з деталей, що сполучаються, допустимі тільки при поєднанні їх з новими деталями, то слід вирішити в кожному конкретному випадку, яку з цих деталей економічно доцільно замінити новою.

розміри деталей повинні контролюватись у перерізі та напрямках найбільшого зносу. При визначенні кільцевого зносу, конусності, еліптичності та інших відхилень від правильної геометричної форми розміри перевіряються в перерізах найбільшого і найменшого зносу.

5. Ремонт робочого колеса

5.1 Основними дефектами робочого колеса є

Корозійне, ерозійне або кавітаційне зношування;

Тріщини у робочому колесі;

Поломка робочого колеса.

Корозійного зношування, як правило, піддається вся поверхня зіткнення деталі з корозійно-активною рідиною. При перетині рідин, що викликають ерозію, знос найчастіше виникає в місцях найбільшої швидкості або різкої зміни напрямку рідини.

У разі суцільної корозії або ерозії робочого колеса із глибиною раковини понад 1 мм його замінюють на нове; при місцевій корозії дефектні місця зачищають до виведення раковини або наплавляют.

Торцеві поверхні та посадкові місця робочих коліс повинні бути чистими та рівними.

Посадочні місця під кільця ущільнювачів не повинні зношуватися більш ніж на 0,2 мм.

Зменшення товщини лопаті після обробки має бути не більше 15% її номінальної товщини.

Якщо робоче колесо має місцеві руйнування площі 25х25 мм у вигляді раковин не глибше 1,5 мм, а також якщо пошкоджена поверхня становить 25% поверхні лопаті та на вихідних кромках лопатей відсутні раковини, то ремонт робочого колеса можна не робити.

Розроблену шпонкову канавку на ступиці робочого колеса виправляють шляхом збільшення їх ширини, при цьому відповідно збільшується канавка шпонки на валу ротора.

Дефекти робочого колеса виправляють шляхом зварювання з наступним проточенням та зачисткою.

Тріщини по кінцях засвердлюють свердлом діавметром 4-6 мм на глибину, що перевищує 0,5 мм глибину тріщини. Перед заварюванням дефектне місце вирубують або обробляють наждачним каменем до появи неушкодженого металу.

При ремонті робочого колеса повинна бути забезпечена співвісність між розточуванням під вал і поясом під кільце ущільнювача, відхилення - не більше 0,5 мм.

Допуск на непаралельність торців складає 0,04 мм. Оброблене колесо має бути статично збалансоване. Метал при балансуванні зазвичай знімають із бічних поверхонь дисків поблизу вихідних кромок лопаток.

6. Обточення робочого колеса

У процесі експлуатації доводиться пристосовувати параметри насосів до конкретних умов. Для цього найчастіше зменшують зовнішній діаметр робочого колеса D2 шляхом підрізування.

Зміна параметрів насоса при підрізанні робочих коліс для відцентрових насосів приблизно можна визначити за рівняннями подібності:

відцентровий насос дефектація деталь

де Q, H, N, D2 - номінальна подача, напір, потужність і зовнішній діаметр робочого колеса (до обрізки);

Q", H", N", D"2 - те ж саме, після обрізки. Обрізка значно розширює область подач і напорів, що перекриваються насосом даного типу.

Для насосів з ns = 60…120 зменшення діаметра на 10…15 % від початкового мало позначається ККД. При вищих ns зниження ККД стає помітним.

Для осьових насосів зміну параметрів під час підрізування робочого колеса можна визначити за залежністю:

де Q, H, D2, d - номінальна подача, напір, зовнішній діаметр робочого колеса і діаметр втулки (до обрізки);

Q", H", D"2 - те ж саме, після обрізки.

Зменшити подачу осьового насоса можна шляхом заміни робочого колеса іншим колесом з тими ж лопатками і збільшеним діаметром втулки. Перерахунок напірної характеристики насоса у разі проводиться за формулам:

де d" - збільшений діаметр втулки. Обрізання робочого колеса відцентрових насосів також можна проводити по ширині. У цьому випадку напір також зберігається постійним, а подача знижується пропорційно зменшенню ширини лопатки.

Можна запропонувати обрізку вихідних кромок лопаток робочого колеса перпендикуляру, опущеному з кінцевої точки робочої сторони лопатки на тильний бік. Практична доцільність такої обрізки полягає в тому, що з'являється можливість без зміни проточної частини насоса підвищити його тиск на 5-8% при майже постійному ККД.

Можна запропонувати ще один вид обрізки робочого колеса насоса - тільки лопатки. Вихідна кромка робочого колеса сточується по довжині, цим збільшується вихідна площа каналів робочого колеса по периферії. Проведені експерименти показали, що збільшення площі виходу на 11,7% дозволило за найвищого значення ККД збільшити подачу на 16,7% за збереження незмінними потужності та напору.

7. Модернізація

модернізація здійснюється при капітальному ремонті відцентрових насосів, якщо це необхідно чи економічно доцільно та узгоджується з підприємством виробником та інститутом-проектувальником.

Модернізація - це оновлення машин, що у експлуатації, усунення їх морального зносу застосуванням низки технічних досягнень які у машинах нових типів.

Модернізація відцентрового насоса з метою збільшення продуктивності здійснюється шляхом збільшення тиску рідини на всмоктуванні, збільшення швидкості обертання ротора, зниження витоків у зовнішній магістралі, раціонального використання рідини споживачами та правильного розміщення насосів та споживачів.

Модернізація відцентрового насоса з метою підвищення надійності та довговічності, покращення енергетичних, кавітаційних показників, уніфікації та нормалізації вузлів та деталей, застосування нових сучасних матеріалів, зміцнення деталей методами накатки, наплавлення, напилення.

8. Контрольні випробування

8.1 Загальні вказівки

Випробування змонтованих насосних агрегатів слід проводити у два етапи:

Опробування;

Випробування під робочим навантаженням;

Опробування та випробування насосних агрегатів провадиться у присутності відповідального керівника робіт.

8.2 Опитування

а) Опробування змонтованих агрегатів проводиться до їх випробування під робочим навантаженням для провікування правильності монтажу, а також виявлення та встановлення виявлених несправностей та дефектів роботи агрегатів.

б) У процесі випробування насосних агрегатів необхідно забезпечити:

Спокійну роботу агрегату без стуків та надмірного шуму;

Роботу агрегату без витоків перекачуваних, змащувальних, охолоджуючих та ущільнюючих рідин у місцях з'єднань деталей у вузлах;

Нагрівання підшипників і робочих поверхонь деталей та вузлів агрегатів не вище

в) Опробування насоса вважається закінченим при досягненні нормальної та сталої роботи насосного агрегату протягом двох годин.

г) Після досягнення задовільних результатів випробування, допускається випробування насосних агрегатів під робочим навантаженням.

д) Насосні агрегати, що пройшли опробування, піддаються індивідуальному випробуванню під робочим навантаженням при нормальній і безперервній роботі протягом чотирьох годин.

е) В окремих випадках (випробування насосних станцій, неможливість проведення індивідуального випробування у відриві від суміжного обладнання технології виробництва) випробування насосних агрегатів під робочим навантаженням може поєднуватися з комплексним випробуванням обладнання об'єкта.

ж) Напір, продуктивність та споживана потужність насосних агрегатів у процесі під робочим навантаженням повинні відповідати даними заводського паспорта.

з) Результати індивідуального випробування насосного агрегату під навантаженням, а за неможливості проведення такого випробування у відриві від комплексу. Сумежне обладнання.

і) Результати випробування фіксується актом, який є одночасно актом закінчення монтажних робіт.

9. Забарвлення насоса

9.1 Поверхні всіх деталей, що підлягають покриттю, повинні бути ретельно очищені. Наявність на поверхні окалини, пригару, іржі, зварних бризок, задирок, масляних та жирових забруднень не допускається.

10 . Розрахунок норми парку запасних частин

Встановимо норму запасних частин за такою формулою:

де Р - норма запасу деталей, тобто число деталей одного найменування;

О - число однакових деталей у машині чи апараті; =4,

З - запас у місяцях (приймається від трьох до п'яти місяців); = 5,

П - кількість обладнання одного типу; = 3,

К - коефіцієнт зменшення кількості запасних деталей залежно від їх числа на всіх машинах або апаратах по цій групі (є статистичної величино11); = 0,8

ТД - термін служби деталі, що встановлюється заводом, на місяці.

Значення коефіцієнта До залежно від загальної кількості однакових деталей для підприємства орієнтовно можна приймати по табл.4.

Таблиця 4. Значення коефіцієнта К

Визначимо норму запасу деталей за формулою:

де Н - число запасних однотипних деталей групи однотипного устаткування;

Д - число однотипних деталей у даному агрегаті; =2,

А - кількість однотипних агрегатів; =5,

Тз - граничний термін, на який агрегат забезпечується запасом однотипних деталей, незалежно від терміну їхньої служби; 13 міс.

Т - термін служби цієї деталі; 18 міс.

КА і КД - коефіцієнти зниження запасу деталей, що залежать від числа однотипних агрегатів А та числа однотипних деталей в агрегаті Д (при Т = Тз коефіцієнт КА = КД = 1), значення КА і КД дано в табл. 5 та табл.6.

Таблиця 5. Значення коефіцієнта КА

Визначена за даними формулами норма запасних частин повинна бути уточнена з урахуванням статистичних даних та особливостей експлуатації обладнання станцій, що перекачують.

Таким чином, для визначення норми парку запасних частин необхідно знати:

Число однотипних деталей в агрегаті;

Число однотипних агрегатів;

граничний термін запасу агрегату;

Термін служби деталі.

Формула дозволяє визначити кількість деталей кожної групи, оскільки великий запас впливає вартість виробленого ремонту і збільшує суму оборотних засобів, що небажано практично. Ця формула визначає «золоту середину», тобто неефективно, коли не вистачає деталей і особливо дисфункціонально, коли вони зберігаються у надлишку, створюючи цим додаткові матеріальні витрати.

11. Карта дефектації та ремонту робочого колеса

Висновок

У цьому курсовому проекті було викладено основи ремонту валу магістрального насоса НМ-10000-210. Приділено увагу модернізації насоса. Представлені ремонтні нормативи, загальні технічні вимоги, карта дефектації та ремонту.

Подібні документи

Відцентрові насоси та принцип їх роботи. Розрахунок основних параметрів та робочого колеса відцентрового насоса. Вибір прототипу проектованого відцентрового насоса. Принципи вибору типу електродвигуна. Особливості експлуатації відцентрового насосу.

курсова робота , доданий 27.05.2013


Застосування відцентрових насосів для напірного переміщення рідин з повідомленням енергії. Принцип роботи лопатевого насоса - силова взаємодія лопат робочого колеса з обтічним потоком. Характеристика об'ємної подачі, напору та потужності поршня.

реферат, доданий 10.06.2011


Аналіз існуючих конструкцій відцентрових насосів для перекачування води вітчизняного та зарубіжного виробництва. Розрахунок проточного каналу робочого колеса, валу відцентрового насоса, на міцність гвинтових пружин. Силовий розрахунок торцевого ущільнення.

курсова робота , доданий 07.11.2014


Принцип роботи поршневого насоса, його влаштування та призначення. Технічні характеристики насосів типу Д, 1Д, 2Д. Недоліки ротаційних насосів. Конструкція хімічних однопотокових відцентрових насосів із спіральним корпусом. Особливості осьових насосів.

контрольна робота , доданий 20.10.2011


Насоси-гідравлічні машини призначені для переміщення рідин. Технологія монтажу відцентрового насосу. Монтаж відцентрового насосу. Принцип насоса. Монтаж горизонтальних насосів Монтаж вертикальних насосів. Випробовування насосів.

реферат, доданий 18.09.2008


Конструкція відцентрового насоса ВШН-150, що розробляється, і його технічна характеристика. Конструкційні, прокладочні та набавочні матеріали, захист насосу від корозії. Технічна експлуатація, обслуговування, ремонт вузлів та деталей, монтаж насоса.

курсова робота , доданий 26.04.2014


Призначення, класифікація, загальний опис конструкцій та основні параметри насосів. Методика розрахунку робочого колеса, профільування циліндричної лопаті, спіральних відводів. Програмний модуль розрахунку конструктивних параметрів та характеристик насоса.

курсова робота , доданий 03.05.2012


Застосування лопатевих насосів для перекачування рідин від хімікатів до зріджених газів. Одноступінчасті та багатоступінчасті насоси. Організації монтажу насоса, проведення контролю якості. Обслуговування та ремонт насоса. Дотримання техніки безпеки.

курсова робота , доданий 07.12.2016


Організація та планування ремонтних робіт. Упорядкування дефектних відомостей. Опис конструкції насосу. Матеріальне виконання насосу НГК 4х1. Дефектація деталей: валу та захисної гільзи, підшипника кочення, робочого колеса з кільцями ущільнювачів.

звіт з практики, доданий 14.07.2015


Насоси – гідравлічні машини, призначені для переміщення рідин. Принцип дії насосів. Відцентрові насоси. Об'ємні насоси. Монтаж вертикальних насосів. Випробовування насосів. Використання насосів різних конструкцій. Лопатеві насоси.

У практиці експлуатації відцентрових насосів поширення набули три види характеристик: характеристика насоса; приватна кавітаційна характеристика; кавітаційна характеристика.

Характеристика насосу- це залежність основних технічних показників насоса (напору Н, потужності Nі ККД) від подачі Q при постійній частоті обертання і фізичних властивостях рідини, що перекачується (щільність і в'язкість). У каталогах наведено характеристики магістральних насосів за даними випробувань на холодній воді. Запуск у серійне виробництво відцентрових насосів провадять після промислових випробувань на нафті в умовах роботи насосної станції. На рис. 8 наведено характеристику насоса НМ 10000-210.

Через особливості експлуатації нафтопроводів до характеристик насосів висуваються такі вимоги:

Рис. 8. Характеристика магістрального відцентрового насоса НМ 10000 – 210

1) напірна характеристика має бути монотонно падаючою, пологою. Монотонність створює стійку роботу на мережу у будь-якому діапазоні подач. При пологій характеристиці зменшуються втрати дроселювання, стабілізується тиск у трубі, у результаті зменшуються динамічні навантаження на трубу;

2) тип насоса слід вибирати таким, щоб ККД був найбільшим. Насоси типу НМ мають ККД до 89%;

3) ККД не повинен істотно зменшуватися в якомога ширшому діапазоні подач. Зниження ККД має перевищувати 2 3 % в діапазоні подач 0,8 1,2.

Приватна кавітаційна характеристикає залежністю напору і ККД насоса від кавітаційного запасу при постійних значеннях подачі, частоти обертання, фізичних властивостей рідини.

Кавітаційна характеристикаявляє собою залежність кавітаційного запасу від подачі насоса при постійній частоті обертання і властивостях рідини. Кавітаційна характеристика є вихідною до розрахунку безкавітаційної роботи насоса.

6. Спільна робота турбомашин

Спільна робота характеризується приєднанням кількох турбомашин до однієї спільної мережі та застосовується у тих випадках, коли одиночна установка не здатна забезпечити необхідної подачі або напору.

Залежно від конкретних умов працюючі турбомашини можуть включатися послідовно і паралельно, а розташовуватися - поблизу або на деякій відстані один від одного.

Послідовне включення турбомашин (або числа ступенів) застосовується збільшення напору в мережі.

Наприклад, у багатоступінчастих секційних насосах параметри можна змінювати шляхом монтажу відповідного числа щаблів.

Характеристика Q-H (рис. 9) багатоступінчастого насоса в залежності від числа ступенів k і k відповідним чином зміщується.

Рис. 9. Графік регулювання параметрів багатоступінчастого відцентрового насоса зміною числа щаблів

При цьому для заданої подачі Q напір, що розвивається, буде пропорційний числу ступенів

де k – число щаблів; H c - напір, що розвивається однією секцією.

При цьому к. п. д. насоса, по суті, залишається незмінним, споживана потужність поступово змінюється.

Паралельне включення турбомашин застосовується у разі потреби збільшення продуктивності. Прикладом паралельної роботи турбомашин може бути водовідлив при великих потоках, коли на загальну мережу працюють два насоси. Якщо турбомашини розташовуються поруч, то для отримання сумарної характеристики паралельно включених машин (рис. 10) необхідно скласти абсциси їх індивідуальних характеристик при однакових значеннях напору Н. Точка М перетину сумарної характеристики I+II з характеристикою мережі визначає режим спільної роботи турбомашин на загальну мережу. Подача при паралельній роботі менше сумарної подачі обох турбомашин, що працюють окремо 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. Паралельна робота двох однакових турбомашин, розташованих поруч

Чим менший опір зовнішньої мережі, тим ефективніша паралельна робота турбомашин. Режим кожної машини, що працює на загальну мережу, визначається горизонтальною лінією, проведеною з точки Мдо перетину з відповідною індивідуальною характеристикою (т. М I, II).

Рис. 11. Послідовна робота двох турбомашин, розташованих на відстані одна від одної

Якщо дві турбомашини, включені на загальну мережу, розміщуються на певній відстані один від одного, то для отримання робочого режиму потрібно характеристику однієї з них призвести до точки підключення до іншої (рис. 11).

7. Регулювання турбомашин

Регулювання турбомашин можливо при змінній та постійній швидкостях обертання. Регулювання параметрів турбомашин-генераторів шляхом плавної зміни числа обертів досягається застосуванням як привод електродвигуна постійного струму, електродвигуна з фазовим ротором або двигуна внутрішнього згоряння. У цьому випадку відповідно до законів пропорційності буде отримано нову характеристику турбомашини при незмінній характеристиці трубопроводу. Однак, оскільки основна маса турбомашин-генераторів приводиться в дію асинхронним електродвигуном з короткозамкненим ротором, що не дозволяє здійснювати плавне регулювання числа оборотів, частіше застосовується регулювання турбомашин при постійній швидкості обертання. Основними способами регулювання турбомашин-генераторів при збереженні швидкості первинного двигуна є:

1) Зміна ступеня закриття регулюючої засувки на нагнітальному трубопроводі, чим штучно змінюється характеристика трубопроводу за збереження індивідуальної характеристики турбомашини (рис. 12). Спосіб цей простий, але економічно недосконалий через істотні втрати напору і значного зниження к. п. д. установки.

2) Дроселювання засувкою у всмоктувальному трубопроводі, що
призводить до зниження подачі та напору турбомашини за збереження характеристики трубопроводу. У цьому способі виникає можливість розриву суцільності, отже, і виникнення явища кавітації. Такий спосіб можна застосовувати у випадку, якщо насос розташований нижче за рівень приймального резервуара, або при регулюванні турбокомпресорів.

3) Частковий перепуск текучої речовини з нагнітання у всмоктування, що також малоекономічним. Такий спосіб може бути прийнятним при регулюванні продуктивності свердловинного насоса, коли дебіт свердловини нижче за його продуктивність.

4) Зменшення діаметра робочого колеса за рахунок його обрізання
прийнятно як для турбомашин-генераторів, так і для турбомашин-двигунів. При цьому змінюються параметри турбомашини відповідно до законів пропорційності.

5) Зміна кута установки лопат робочих коліс або кута
установки лопаток направляючого апарату під час входу в турбомашину. Зміна параметрів машини здійснюється за рахунок зміни швидкості закручування на вході. Це найбільш економічний та часто застосовуваний спосіб регулювання турбомашин як генераторів, так і двигунів.

6) Збільшення тиску у всмоктувальному трубопроводі.

7) Зміна числа щаблів у багатоступінчастих секційних насосах.

Рис. 12. Характеристика зовнішньої мережі

8. Конструктивне виконання динамічних насосів

8.1. Загальна схема насосної установки

Загальну схему насосної установки наведено на рис. 13. Водоподаюча установка з відцентровим насосом складається з наступних основних елементів: насоса 1, двигуна 2, пускача 3, підводить 4 та напірного 5 трубопроводів. На трубопроводі, що підводить, є приймальна сітка 6 та клапан 7, на напірному - засувка 8 та зворотний клапан 9. Трубка 10 з вентилем 11 необхідна для заливки водою з напірного трубопроводу насоса та трубопроводу, що підводить. Заливку роблять перед пуском насоса. Вона може бути здійснена також через вирву 12 або подачею води в трубопровід, що підводить, спеціальним заливальним насосом.

Труба 13 із засувкою 14 необхідна для випуску води під час ремонту трубопроводу 5. За допомогою вакуумметра 15 вимірюється розрідження на вході в насос, а за допомогою манометра 16 -Тиск на виході з насоса. Сітка 6 служить для запобігання попадання в насос з водою сторонніх предметів, клапан 7 - для утримання води при заливці трубопроводу, що підводить, і насоса, а клапан 9 - щоб при раптовій зупинці насоса не відбулося гідравлічного удару на насос. Через кран 17 випускають повітря із насоса при заливці.

При роботі насоса в трубопроводі, що підводить, створюється розрідження, і рідина під тиском атмосферного повітря надходить з резервуара в корпус насоса, відбувається процес всмоктування.

На виході з насоса створюється напір, під дією якого вода рухається напірним трубопроводом.

Геометрична висота всмоктування Н в -відстань по вертикалі від нижнього рівня рідини у резервуарі до осі насоса.

Геометрична висота нагнітання Н г -відстань по вертикалі від осі насоса до зливного отвору напірного трубопроводу.

Геометричний напір насосної установки H г є повною геометричною висотою підйому рідини.

Рис. 13 Схема насосної установки

При вертикально розташованому трубопроводі (рис. 13, а)

H г = H + H н;

при похило розташованому трубопроводі (рис. 13, б)

Н Г = l П sin α В + l Н sin a H ,

де l Пі l Н- Довжина відповідно підводить (від поверхні рідини в колодязі до насоса) та напірного трубопроводів; а α Ві a H- кути нахилу до горизонту відповідно підвідного та напірного трубопроводів.

Напір H, що створюється насосом, складається з геометричного напору, гідравлічних втрат у трубопроводі та швидкісного напору, що витрачається на повідомлення рідини швидкості.

8.2. Основні елементи конструкцій динамічних насосів

Відцентровий насос (мал. 14) найпростішої конструкції складається з наступних основних деталей: спірального корпусу 1, відлитого разом з напірним патрубком 2, робочого колеса 5, валу 4 з муфтою 5 опорного кронштейна 6 підводить патрубка 7.

Для врівноваження осьового зусилля у провідному диску робочого колеса є отвори. Опорами валу є два кулькові підшипники 8. Для попередження зносу корпусних деталей та зменшення об'ємних втрат у корпусі та кришці насоса встановлені кільця, що ущільнюються. 9. На виході валу з корпусу насоса встановлено сальникове ущільнення 10 із гідрозатвором.

8.3 . Робоче колесо лопатевих насосівскладається з втулки та лопат, з'єднаних з нею безпосередньо або за допомогою одного або двох дисків. Залежно від кількості дисків ці колеса виготовляються відкритими (без дисків), напіввідкритими (один диск) та закритими (два диски) з одностороннім (мал. 15, а, у де)або двостороннім входом (рис.15, б, г).

Лопаті можуть бути відігнуті назад (передача потоку рідини потенційної енергії - статичний напір), радіальними або відігнуті вперед (передача потоку рідини, що проходить, найбільшої кількості енергії з переважанням швидкісної).

У насосів, призначених для перекачування суспензій (піску, шламу, ґрунту тощо), канали в робочих колесах значно розширені, а число лопатей зменшено (до двох і навіть до однієї).

Рис. 14 Консольний насос

Форма лопатей вихрових насосів (рис. 16) прямокутна,
трапецієподібна або серповидна (найпоширеніша). Форма
лопатей тихохідних закритихревих насосів прямокутна, відкритохрових - серпоподібна. Форма перерізу каналів у тихохідних насосів - кругла, у швидкохідних насосів - квадратна або із округленими кінцями.

Рис. 16. Форма перерізів проточної частини (а-е)та лопаток (Ж-К)вихрових насосів

Підведення- канал для спрямування рідкого середовища до робочого колеса, що забезпечує її осиметричний потік з рівномірним розподілом швидкостей з мінімальними гідравлічними втратами.

Конструктивно підведення виконують у вигляді:

Конічного прямого патрубка (конфузора), що застосовується у консольних насосах;

Коліноподібного вхідного патрубка;

Зі спіральною формою каналу (найпоширеніша конструкція).

Підведення потоку рідкого середовища до робочих колес багатоступінчастих насосів з лопатковими відводами здійснюється за допомогою переказних каналів.

Відведення- пристрій для спрямування рідкого середовища з робочого колеса у відвідний трубопровід насоса або в робоче колесо наступного ступеня, передбачене для зниження швидкості потоку з найменшими гідравлічними втратами та забезпечення його осиметричності, щоб потік став встановленим.

Конструктивно виготовляють спіральні, кільцеві та двозавиткові відводи. Спіральне відведення складається з каналу змінної ширини та дифузора.

Кільцеве відведення являє собою циліндричний канал постійної ширини.

Двозавиткове відведення застосовують для зменшення поперечної гідравлічної сили, що виникає внаслідок порушення осьової симетрії потоку.

Напрямний апарат(лопатковий відвід), що використовується в багатоступінчастих насосах, складається з декількох каналів зі спіральними та дифузорними ділянками.

Врівноваження осьового зусилля.Під час експлуатації насоса на робоче колесо діє осьова сила – результат впливу потоку рідини на внутрішню та зовнішню поверхні цього колеса.

Осьова сила може бути значною і в аварійній ситуації викликати усунення робочого колеса, нагрівання підшипників, а при зміщенні ротора - дотик колеса з нерухомими частинами корпусу, в результаті його відбуваються стирання стінок робочого колеса та поломка насоса.

Для врівноваження осьової сили в одноступінчастих насосах застосовують:

Робочі колеса із двостороннім входом;

Розвантажувальну камеру, що сполучена з областю всмоктування за допомогою трубки або через отвори в задньому диску (рис. 17 а); недолік камери – зниження к. п. д. насоса на 4÷6 %;

Радіальні ребра (рис. 17 б), що зменшують вплив осьової сили за рахунок зниження тиску рідини на задньому диску;

Упорні підшипники.

Для врівноваження осьового зусилля у багатоступінчастих насосах використовують:

Робочі колеса при відповідній системі підведення рідини від колеса до колеса (рис. 17, д, е, ж);

Автоматичну гідравлічну п'яту (рис. 17, е),встановлену за
останнім щаблем насоса.

Гідравлічна п'ята складається з камери низького тиску 1, проміжної камери 2, віджимного пристрою (механічної п'яти) 3 та пружини 4) та розвантажувального диска 5. Кільцевий зазор bпризначений для зниження тиску в проміжній камері, торцевий зазор а -для створення осьового в напрямку, протилежному осьової силі, що діє на робочі колеса, і подальшого зниження тиску рідини перед її входом в камеру низького тиску.

Ущільнення.Застосовують для зменшення перетоків рідин внаслідок різниці тисків у сусідніх порожнинах, попередження витоків, рідини та засмоктування атмосферного повітря в область

Рис. 17. Схеми врівноваження осьового зусилля

Рис. 18. Схеми щілинних ущільнень робочого колеса

Щілинні ущільнення - кільця ущільнювачів, призначені для зменшення перетоків рідини в проточній частині насоса, утворюють між корпусом і робочим колесом щілину прямої, ступінчастої або лабіринтної форми (мал. 18, а-з).

Рис. 19. Схеми сальникових ущільнень валу

У місцях виходу валу з корпусу насоса встановлюють кінцеві ущільнення - сальникові та торцеві.

Сальникове ущільнення (мал. 19, а)складається з еластичного набивання 1 та натискної втулки 2. При тиску всмоктування p 0 нижче атмосферного в сальнику встановлюють кільце 3 (Рис. 19, б), доякому з відвідного трубопроводу насоса підводиться потік рідини. Цим виключається підсмоктування повітря із атмосфери.

Іноді передбачають розвантаження сальника (рис. 19, в).Рідке середовище в цьому випадку через циліндричний дроселюючий зазор довжиною lміж валом і втулкою надходить у порожнину зі зниженим тиском.

При перекачуванні гарячих рідин та зріджених газів сальник охолоджується водою, що омиває зовні його корпус (мал. 19, г)або захисну сорочку валу (рис. 19, д).

Торцеві ущільнення порівняно з сальниковими, менш чутливі до неспіввісності валу та корпусу, пристосовані до роботи у ширшому діапазоні температур та тисків. Тертя у них зменшено, а витоки скорочені.

За типом компенсації осьового зміщення валу торцеві ущільнення підрозділені на дві групи: з аксіально-рухомим елементом, що обертається і не обертається.

У напрямку підведення рідини розрізняють торцеві ущільнення із зовнішнім або внутрішнім підведенням.

Питомий тиск у парі тертя не завжди відповідає тиску рідини, що ущільнюється. Це залежить від конструкції ущільнення, що характеризується коефіцієнтом гідравлічного розвантаження

де - площа аксіально-рухливої ​​втулки, на яку діє тиск рідини p; - Площа контакту робочих втулок. Тут D 1 і D 2 - внутрішній та зовнішній діаметр контактної поверхні нерухомої втулки; d 2 -внутрішній діаметр аксіально-рухливої ​​втулки.

Залежно від коефіцієнта гідравлічного розвантаження ущільнення поділяються на два види: нерозвантажені (f ≥ F; До ≥ 1)та розвантажені (f< F; К < 1), т. е. удельное давление в паре трения меньше давления среды.

Гідравлічне розвантаження досягається установкою торцевого ущільнення на ступінчастому валу або на спеціальній втулці (гільзі), за допомогою яких забезпечується потрібна різниця діаметрів рухомий та нерухомий втулок.

Нерозвантажені ущільнення застосовують при легких робочих умовах (при низьких тисках рідини, що ущільнюється), а розвантажені – при тисках більше 0,7 МПа (для зниження питомого тиску на контактних поверхнях робочих втулок).

Для відцентрових нафтових насосів використовуються торцеві ущільнення таких типів:

Т – торцеве одинарне;

ТП – торцеве одинарне для підвищених температур;

ТБ – торцеве одинарне для високих температур;

ТД – торцеве подвійне;

ТДВ – торцеве подвійне для високих температур.

Ущільнення типу Т - одинарне гідравлічно розвантажене з вузлом, що обертається, аксіально-рухомої втулки 4 (рис. 20), встановленої у гільзі 8 на закладному кільці ущільнювача 3 круглого перерізу. Крутний момент втулці передається двома штифтами 2, запресованими в кільце I.

Рис. 20. Розріз одинарного торцевого ущільнення типу Т

Нерухлива втулка 5 встановлена ​​в корпусі 16 на ущільнювальному кільці бкруглого перерізу та утримується від провертання штифтом 13, запресованим у лабіринтну втулку 11, зафіксовану в осьовому напрямку за допомогою скоби 14. Гільза 8 кріпиться до валу насоса клемним кільцем 7, огородженим перегородкою 12 і стягуваним болтом 10 та гайкою. Зазор між гільзою та валом насоса герметизується гумовим кільцем 9. Завдяки силі тертя, що виникає, положення клемного кільця 7 надійно фіксується на валу, в результаті чого воно здатне передати крутний момент від валу до гільзи. 8, а також сприйняти осьову силу, що притискає гільзу до кільця 7.

По отвору А в порожнину між нерухомою та лабіринтною втулками надходить охолодна рідина, що стікає через отвір у корпусі ущільнення. Така рідинна завіса сприяє відводу тепла від пари тертя, а також перешкоджає випаровуванню рідини, що відводиться на дренаж.

По отвору, з'єднаному трубкою з напірною спіраллю насоса, в камеру ущільнення підводиться в невеликих кількостях рідина, що перекачується, відводить тепло від пари тертя, а також видаляє продукти зносу робочих втулок.

9. Шестеренні насоси

Шестеренні насосипрості по конструкції, компактні та надійні в експлуатації. Вони дуже зручні для перекачування рідин великої в'язкості, застосовуються при транспортуванні бітуму, для централізованого подачі мастила в дизелях, для нагнітання олії в серводвигуни регуляторів турбін. Шестеренні насоси випускаються на порівняно невеликі подачі (від 0,2 до 50 л/с), тиск нагнітання до 3 МПа і частоту обертання до 50с -1 . Насоси можуть бути різного виконання:

• стаціонарними чи пересувними;
• з електродвигуном на плиті чи без нього;
• із кріпленням корпусу на лапах або на фланці двигуна;
• зі штуцерним або фланцевим приєднанням патрубків тощо.

У корпусі насоса вміщено два зубчасті колеса, що знаходяться в зачепленні - провідне і ведене. При обертанні вони засмоктують рідину з боку виходу зубів із зачеплення та виштовхують із боку входу в зачеплення. Зуби виконуються з евольвентного профілю. Рідина переноситься між зубами шестерень, вичавлюється з цих западин на протилежному боці насоса при входженні зубів однієї шестерні до западини іншої. Безшумна та спокійна робота досягається використанням шевронних шестерень, які не створюють осьової сили та не вимагають спеціальних канавок та інших заходів для розвантаження обсягу у міжзубовій западині.

Подача шестеренного насосу Q T(м 3 /с) визначається за орієнтовною формулою, запропонованою професором Т. М. Башта,

де D н.. - діаметр початкового кола провідної шестерні, м; т -модуль зачеплення, м; b -ширина колеса, м; п -частота обертання провідної шестерні, з -1. Справжнє подання

де o o = 0,8÷0,9 - об'ємний к. п. д. насоса.

Шестеренні насоси можуть використовуватись як гідродвигуни у складі гідроприводів. Вони виготовляються на тиск до 2 10 7 Па, забезпечують подачу до 500 л/хв.

Шестеренні насоси типу Шз модулем зачеплення т= 4 мм призначені для перекачування чистих, неагресивних змащувальної здатністю рідин з кінематичною в'язкістю 0,06-6,0 Па·c при робочій температурі для масла, нафти, мазуту не більше 70°С, для дизельного палива не більше 40°С.

Технічна характеристика деяких насосів шестеренного типу наведена у табл. 3.

Насос (рис. 21) складається із ведучого 3 та веденого 4 роторів, (прямозубих шестерень), виготовлених заодно з валом. Корпус насоса 2 має дві розточування, в яких розміщуються робочі частини роторів, втулок. До розточувань примикають всмоктувальні та нагнітальні порожнини насоса. Розвантажувальний клапан 1 забезпечує тиск у порожнині ущільнення 6 валу, що дорівнює 0,2÷0,3 МПа.

Таблиця 3

Рис. 21. Насос шестеренний типу