Контроль работоспособности насосов
Корпус.Наиболее вероятные дефекты корпуса центробежных насосов - коррозионный износ отдельных мест внутри корпуса; изъяны отливки корпуса, выявившиеся в процессе эксплуатации насоса (свищи и т. д.); износ посадочных мест; недостаточная чистота, забоины, риски на плоскости разъема. После устранения дефектов корпус проверяют методом керосиновой пробы.
Основные дефекты защитных гильз – кольцевые задиры и износ по наружному диаметру; износ посадочных отверстий под вал; наплывы частиц фольги сальников по наружному диаметру; износ резьбы.
Рабочие колеса подвержены наиболее интенсивному износу в результате действия механического трения, эрозионного и коррозионного действия перекачиваемой среды, кавитационного разрушения и ряда других факторов. Незначительное кавитационное разрушение подлежит восстановлению. При сильном кавитационном повреждении рабочие колеса (сквозные отверстия, полное или частичное разрушение лопастей), как правило, заменяют запасными.
Таблица . Межремонтный пробег и структура ремонтных циклов насосов
| Тип насоса | Ресурс между ремонтами, ч | Структура ремонтного цикла | ||
| текущими | средними | капиталь-ными | ||
| Центробежные, перекачива-ющие неагрессивные нефте-продукты при температуре до 200 оС | 3960-4680 | 11800 -14010 | 35640 - 42120 | 6Т, 2С, К |
| Центробежные, перекачива-ющие неагрессивные нефте-продукты с механическими примесями (глины) | 2160-2520 | 4320-5040 | 12960 -15120 | 3Т, 2С, К |
| Центробежные, перекачива-ющие неагрессивные нефте-продукты при температуре выше 200 оС | 2880-3240 | 8640-9720 | 34560 -38800 | 8Т, 3С, К |
| Центробежные, перекачива-ющие агрессивные нефте-продукты при температуре до 200 оС | 1980 - 2340 | 3960 - 4680 | 15840 -18720 | 4Т, 3С, К |
| Центробежные, перекачива-ющие агрессивные нефте-продукты при температуре выше 200 оС | 1440 -1620 | 2880 - 3240 | 8640 - 9710 | 3Т, 2С, К |
| Центробежные, перекачива-ющие кислоты и щелочи, не очищенные от среды, сжиженные газы, фенольную воду | 1440 - 1620 | 4320 - 4860 | 8640 - 9720 | 4Т, С, К |
| Конденсатные | 5400 - 5940 | 10800 - 11880 | 32400 - 35640 | 3Т, 2С, К |
| Вихревые и роторные | 3960 - 4500 | - | 7920 - 9000 | Т, К |
| Вакуумные | 1980 - 2340 | 7920 - 9360 | 15840 - 18720 | 6Т, С, К |
| Электроприводные поршнев-вые,перекачивающие неагрес-сивные нефтепродукты при температуре до 200оС | 1440 - 1800 | 5760 - 7200 | 17280 - 21600 | 9Т, 2С, К |
| То же, при температуре выше 200 оС | 1440 - 1620 | 5760 – 6480 | 17280 - 19440 | 9Т, 2С, К |
| Электроприводные поршнев-вые, перекачивающие агрес-сивные нефтепродукты при температуре до 200оС | 1440- -1620 | 4320 - 4860 | 17280 - 19440 | 8Т, 3С, К |
| То же, при температуре выше 200 оС | 720 - 900 | 2160 - 2700 | 12960 - 16200 | 12Т, 5С, К |
При малом зазоре между рабочим колесом и лопатками на входных участках последних могут появиться места разрушения вследствие так называемой «щелевой кавитации». В случае плохого прилегания торцевой поверхности отвода к секции возможны утечки, приводящие к эрозионному размыву лопаток. Такие дефекты, как правило, исправляют заваркой с последующей шабровкой и приваркой плоскости прилегания по краске.
Кавитационному разрушению наиболее сильно подвержены входные кромки лопастей рабочих колес. При невозможности исправления заваркой входные кромки могут быть подрезаны на станке на 5 – 10 мм, в зависимости от размеров колеса.
Таблица . Параметры ремонтного цикла химических насосов
| Тип и марка насосов | Ресурс между ремонтами, ч | |
| капитальными | текущими | |
| Центробежные: типа Х (ХО) , N = 17 кВт типа Х (ХО) , N = 55 - 75 кВт | ||
| Центробежные герметичные типа ХГВ, N = 40 кВт ЦНГ, N =2,8 -16 кВт | ||
| Центробежные типа 3Х – 9П, N = 10 - 18 кВт 7Х – 9Н, N = 55 кВт | ||
| Центробежные герметичные типа ХГВ, N = 40 кВт ЦНГ, N =2,8 -16 кВт | ||
| Центробежные типа 3Х – 9П, N = 10 - 18 кВт 7Х – 9Н, N = 55 кВт | ||
| Трехскальчатый типа Т – 25/340 | ||
| Скальчатый типа ХТ8/52А | ||
| Плунжерные типа ХТР -4/100Т, ХТР-8/110, ХТР-20/50 |
Вал (ротор). Наиболее вероятными дефектами валов являются: износ шеек вала; трещины любого размера в любом месте; износ резьбы и шпоночных пазов; искривление вала. Овальность и конусность шеек вала (для подшипников качения) не должны превышать полонины допуска на обработку, указанного в рабочем чертеже. Зазор между втулкой вала и средней опорой, зависящей от диаметра вала, не должен превышать 0,2 – 0,4 мм для насосов нормального ряда. Боковые зазоры между вкладышем и валом должны быть вдвое меньше верхнего зазора. Осевой зазор между валом и крышкой корпуса подшипника допускается в пределах 1 – 3 мм на диаметр.
Допустимые зазоры между валом насоса и вкладышем подшипников скольжения ( в мм) приведены ниже
| Диаметр вала | 18 - 30 | 30 - 50 | 50 - 80 | 80 - 100 | 120 - 180 | 180 - 240 |
| Верхний зазор | 0,06 – 0,08 | 0,08 – 0,12 | 0,10 – 0,18 | 0,16 -0,24 | 0,24 – 0,36 | 0,36 – 0,50 |
| Боковой зазор | 0,03 – 0,04 | 0,04 – 0,06 | 0,06 – 0,09 | 0,08 – 0,12 | 0,12 – 0,18 | 0,18 – 0,25 |
Если биение превышает допустимые значения, вал подлежит правке. Износ шеек вала не должен превышать 2% от номинального диаметра. Изгиб вала проверяют в центрах. Эллипсность или конусность шеек вала под подшипники скольжения должны быть не более 0,004 мм.
Таблица . Значения биений деталей ротора центробежных наосов.
| Детали | Биение в насосах нормального ряда, мм | Биение в насосах типа КВН, мм | ||
| номинальное | максимальное | номинальное | максимальное | |
| По окружности | ||||
| Полумуфта | 0,03 | 0,05 | 0,03 | 0,06 |
| Шейка вала под подшипники | 0,015 | 0,02 | 0,02 | 0,04 |
| Защитные гильзы вала | 0,02 | 0,03 | 0,06 | 0,07 |
| Уплотняющие кольца колес | 0,03 | 0,05 | 0,06 | 0,08 |
| Втулки промежуточного подшипника | 0,03 | 0.05 | - | - |
| Маслоотбойное кольцо | - | - | 0,05 | 0,07 |
| Ступица разгрузочного диска | - | - | 0,06 | 0,08 |
| Упорный диск | - | - | 0,02 | 0,03 |
| По торцу | ||||
| Полумуфта | 0.02 | 0,04 | 0,02 | 0,04 |
| Рабочее колесо | 0,10 | 0,20 | 0,10 | 0,20 |
| Разгрузочный диск | - | - | 0,02 | 0,04 |
| Упорный диск | - | - | 0,02 | 0,04 |
Подшипники.На поверхности вкладыша подшипника скольжения глубина трещин и износа рабочей поверхности не должны превышать 1 мм. Максимальный зазор между валом и верхним вкладышем долен быть не более 0,2 мм для вала диаметром 50 – 80 мм и не более 0,33 мм - вала диаметром 80 – 120 мм. Подшипник скольжения необходимо перезалить, если раковины и выкрошившиеся куски обнаруживаются более чем на четверти всей поверхности подшипника. Рабочая поверхность упорного диска должна быть гладкой, без царапин и забоин и не должа иметь следов касания о колодки. При износе гребня диска на 2 – 3 мм или втулки диска на 2 – 2,5 мм по диаметру диск подлежит замене.
Зазор между передними рабочими колодками и гребнем упорного диска должен равняться нулю, между задними рабочими колодками и гребнем - 0,7 мм. Толщина новых колодок должна быть одинакова, а толщина баббитовой заливки - не более 1,5 мм.
На подшипниках качения не допускается следующие дефекты: трещины или выкрашивание металла на кольцах и телах качения, цвета побежалости в любом месте подшипника; выбоины и отпечатки (лунки) на беговых дорожках колец; шелушение металла, чешуйчатые отслоения; коррозионные раковины, забоины и вмятины на поверхностях качения, видимые неворужонным глазом; глубокие поперечные риски и забоины на беговых дорожках колец и на телах качения; надломы, сквозные трещины на сепараторе, отсутствие илиослабление заклепок на нем; забоины и вмятины на сепараторе, препятствующие плавному вращению подшипников; заметная на глаз и на ощупь ступенчатая выработка рабочей поверхности колец. При вращении подшипника должен быть слышан глухой шипящий звук; резкий металлический или дребезжащий звук не допускается.
Подшипники внутренним диаметром до 50 мм заменяют, если радиальный зазор превышает 0,1 мм; для подшипников диаметром 50 – 100 мм зазор не должен превышать 0,2 мм, диаметром более 100 мм – 0,3 мм.
Порядок контроля подшипников качения должен быть следующим: осмотр, проверка на шум и легкость вращения, измерение радиального зазора и колец.
Радиальный зазор можно измерять на приборе КИ-1223 или КП-0512. При отсутствии этих приборов можно пользоваться штангенциркулем; при этом определяют разность результатов двух диаметрально противоположных измерений, получаемых при прижатом к одной стороне внутреннем кольце.
Для всех насосов после снятия радиально-упорных подшипников обязательна проверка осевого разбега ротора в корпусе.
Таблица Рекомендуемые значения осевых зазоров в радиально-упорных и упорных подшипниках
| Диаметр вала, мм | Серия подшипника | Осевые зазоры в подшипниках, мм | ||
| Радиально-упорных | Двойных упорных | |||
| роликовых | шариковых | |||
| До 30 | Легкая Легкая и средняя | 0,03 – 0,10 0,04-0,11 | 0,02-0,06 - | 0,03-0,08 - |
| Средняя и тяжелая | 0,04-0,11 | 0,03-0,09 | 0,05-0,11 | |
| Свыше 30 | Легкая. | 0,04-0,11 | 0,03-0,09 | 0,05-0,10 |
| До 50 | Легкая и средняя | 0,05-0,13 | - | - |
| Свыше 50 | легкая | 0,05-0,13 | 0,04-0,10 | 0,06- 0,12 |
| До 80 | Легкая и средняя | 0,06-0,15 | - | - |
| Средняя и тяжелая | 0,06-0,15 | 0,05-0,12 | 0,07-0,14 | |
| Свыше 80 | Легкая. | 0,06-0,15 | 0,05-0,12 | 0,06-0,15 |
| До 120 | Легкая и средняя | 0,07-0,18 | - | - |
| Средняя и тяжелая | 0,07-0,18 | 0,06-0,15 | 0,10-0,18 |
Поршневые насосы
Поршневые насосы являются основным видом объемных насосов. Отличительные особенности этих насосов: постоянное разобщение напорной и всасывающей областей насоса специальными клапанами; независимость развиваемого наосом напора от величины подачи (напор определяется прочностью деталей насоса и мощностью двигателя); подача жидкости отдельными порциями, зависящими от размеров рабочей части насоса и скорости движения поршня. К поршневым насосам относят также и плунжерные насосы, отличающиеся от поршневых насосов конструкцией вытеснителя и характером уплотнения. Поршневые насосы классифицируются по нескольким основным признакам:
1. по характеру движения ведущего звена: прямодействующие, в которых ведущее звено совершает возвратно-поступательные движения (паровые прямодействующие); а также вальные, в которых ведущее звено совершает вращательное движение (кривошипные, кулачковые);
2. По числу циклов нагнетания и всасывания за один двойной ход: одностороннего и двухстороннего действия.
3. По количеству поршней или плунжеров: однопоршневые, двухпоршневые, трехпоршневые и многопоршневые.
4. По виду вытеснителей: поршневые, плунжерные и диафрагменные.
5. По способу приведения в действие: с механическим приводом паровым приводом и гидроприводные.
Принципиальная схема насосной установки поршневого насоса приведена на рис. 9.1, а схема поршневого насоса одинарного действия на рис.9.2.
Поршневой насос (рис.9.2) состоит из двух частей - гидравлической и приводной. Гидравлическая часть, предназначенная для перекачки жидкости, состоит из цилиндра 1, в котором возвратно-поступательно движется поршень 2 со штоком 11, и клапанов 3 и 4, помещенных в специальные клапанные коробки. Всасывающий клапан 3 отделяет внутреннюю полость насоса от всасывающего трубопровода 5, а нагнетательный клапан 4 - от нагнетательного трубопровода 6.
|
|
Приводная часть поршневого насоса служит для передачи энергии от двигателя к поршню. Она состоит из кривошипно-шатунного механизма, включающего кривошип 7, шатун 8, ползун 9 и направляющее 10 для ползуна. Кривошип 7 жестко посажен на вал двигателя или редуктора и вращается вместе с ним. Кривошип шарнирно соединен с шатуном 8, который также шарнирно связан с ползуном 9. При вращении кривошипа шатун 8 перемешает ползун 9 в направляющих 10 взад и вперед. Благодаря этому совершает возвратно-поступательное движение и поршень 2, связанный штоком 11 с ползуном. Движение поршня оказывается неравномерным: его скорость непрерывно изменяется от нуля в крайних положениях до максимального значения в среднем положении.
Поршневой насос, показанный на рис.9.2, подает жидкость один раз за один полный оборот кривошипа. Подобные насосы называют насосами одностороннего действия.
Кроме насосов одностороннего действия, в промышленности используются поршневые насосы многократного действия, в которых за один полный оборот кривошипа жидкость подается в напорный трубопровод два и большее число раз. В соответствии с этим они называются насосами двустороннего, трехстороннего и т. д. действия.
В возвратно-поступательном насосе двустороннего действия (рис. 9.3) четыре клапана (по два с каждой стороны): два всасывающих 1 и 1¢ и два нагнетательных 2 и 2¢ . При движении поршня вправо (по чертежу) в левой части цилиндра этого насоса происходит всасывание, в правой - нагнетание. При обратном движении поршня, наоборот, справа происходит всасывание, слева - нагнетание.
|
Рис.9.3. Схема поршневого насоса двустороннего действия
Возвратно-поступательные насосы, у которых рабочие органы выполнены в виде плунжеров, называют плунжерными насосами.Они используются в основном для перекачивания жидкостей под большим давлением, так как плунжер легче уплотнить, чем поршень.
Один из типов плунжерных насосов - дифференциальный плунжерный насос показан на рис. 9.4. Этот насос имеет два клапана (всасывающий 1 и нагнетательный 2) и две камеры (рабочую 4 и дополнительную 5). Камеры соединены между собой напорным коленом 3. В дифференциальном насосе всасывание производится один раз за оборот коленчатого вала, а нагнетание - дважды. Благодаря этому достигается более равномерная подача жидкости в нагнетательный трубопровод, чем в насосе однократного действия.
Для уменьшения пульсаций при движении жидкостей, на нагнетательной линии поршневых насосах устанавливают воздушные колпаки. Воздушные колпаки обычно конструктивно связаны с самим насосов. При увеличении подачи жидкости в единицу времени находящийся в воздушном колпаке воздух сжимается, а при уменьшении подачи – расширяется. Таким образом, в колпаке создается упругая воздушная подушка, выравнивающая подачу жидкости в нагнетательный трубопровод.
Кулачковые насосы могут быть одноцилиндровыми и многоцилиндровыми. В одноцилиндровых насосах поршень приводится в движение кулачком, а возвращается в исходное положение с помощью пружины. Ось вращения кулачка смещена относительно его геометрической оси на величину эксцентриситета. При вращении кулачка поршень совершает в цилиндре возвратно-поступательное движение. При этом через всасывающий клапан происходит всасывание жидкости , а через нагнетательный клапан – нагнетание жидкости. Подача в насосах данного типа такая же неоднородная, как в поршневых насосах простого действия с шатунно-кривошипным механизмом. Для выравнивания подачи применяются многопоршневые насосы с числом цилиндров n = 3 - 11 в одном ряду и со смещением фаз их рабочих циклов на угол ф= 360о/n.
Кулачковые поршневые насосы способны создать высокие давления. Они применяются в различных гидроприводах, для нагнетания жидкости в гидропрессах, в системе подачи смазки в многоступенчатых компрессорах и т. д.
Поршневые насосы для перекачки нефтепродуктов на НПЗ и НХЗ Поршневые и плунжерные насосы на нефтеперерабатывающих заводах используют для перекачивания небольших количеств жидкости при больших давлениях, для перекачивания горячих жидких нефтепродуктов (мазута, гудрона и др.), а также холодных нефтепродуктов с температурой менее 100оС. Применяют поршневые паровые прямодействующие насосы двойного действия, а также поршневые насосы с приводом от электродвигателя через редуктор. Прямодействующие паровые насосы горизонтального типа состоят из трех основных частей: гидравлической, паровой и средника, соединяющего обе части, на котором смонтирована стойка парораспределительного механизма. Гидравлический и паровой поршни расположены на одном штоке. Подача таких насосов регулируется открытием паровпускного клапана.
Прямодействующие поршневые насосы обладают рядом преимуществ по сравнению с поршневыми насосами, имеющими привод: постоянная готовность к пуску, надежность в работе, простота обслуживания, легкость регулирования подачи, путем изменения подачи пара в паровые цилиндры. Недостаток прямодействующих насосов – низкий к.п.д.
Подачу поршневых наосов регулируют изменением длины хода поршня (плунжера), изменением скорости вращения приводного вала. Их недостаток - громоздкость, сложность привода, неравномерность подачи жидкости и малая подача. Они более дороги и сложнее в эксплуатации, так как имеют отдельные двигатель и редуктор. Преимущество – более экономичны, возможность создания высокого давления в жидкости, величина которого ограничивается механической прочностью деталей насоса.
Таблица 3.19 Технические характеристики поршневых насосов
| Тип насоса, агрегата | Подача, м3/ч | Напор, м ст. жидкости | Число типо-размеров | Материал проточной части | Мощность двигателя, кВт |
| Поршневые приводные химические насосы с нерегулируемой подачей | |||||
| Т | 3 - 20 | 150 - 1200 | 12Х18Н10Т | 2,0 - 20 | |
| Тг | 5,0 | 30Х13, 40Х13 | 20,0 | ||
| ХТ | 1,6 – 7,5 | 200 - 630 | Ст.35 | 2,8 - 20 | |
| Поршневые приводные химические насосы с регулировкой подачи | |||||
| ХТр | 0,1 - 30 | 200 - 2200 | 12Х21Н5Т | 4,5 - 75 | |
| ПР | 0 - 50 | 60,0 | 2Х13, ЭИ629 | 2,8 | |
| ХП | 0 – 5,0 | 14Х17Н2,30Х13 | 4,5 | ||
| РКК | 0 – 1,5 | ЭИ943 | 2,8 | ||
| РКС | 0 – 1,5 | ЭИ461 | 2,8 | ||
| РКХ | 0 – 1,5 | ЭИ461 | 2,8 | ||
| Паровые насосы | |||||
| ХПНП | 14 - 55 | 20 – 40 | Ст.4.0,СЧ21-40 | 2,8 | |
| Дозировочные насосы | |||||
| 3ХГ | 0 – 10 * | керамика | 0,12 | ||
| 3ХН | 0 – 63 * | 12Х!8Н10Т | 0,4 | ||
| НД | 10 – 2500* | 100 - 4000 | 12Х!8Н10Т | 0,27 – 3,0 | |
| Поршневые нефтяные регулируемые и дозировочные насосы | |||||
| Р | 0 - 10 | 250 - 640 | 12Х!8Н10Т | 3, - 13,0 | |
| Д | 0 – 1,6 | 250 - 1600 | 10х17Н13М2Т | 1,5 – 3,0 | |
| * подача в л/ч |
Поршневые насосы позволяют создавать высокие давления и могут успешно перекачивать жидкости при высоких температурах. Однако они практически непригодны для загрязненных жидкостей. Такие жидкости успешно перекачиваются лопастными насосами, обладающими к тому же высокой производительностью. Технические характеристики насосов приведены в табл. 3.18 - 3.20.