Техническое обслуживание и ремонт прямодействующего поршневого насоса

метки: Ремонт, Поршневой, Насос, Паровой, Цилиндр, Поршень, Материал, Остановка

Благодаря простоте и надежности работы, поршневые насосы нашли широкое применение в нефтяной, газовой и нефтехимической отраслях промышленности, все основные технологические процессы которых связаны с перекачкой по трубопроводам различных жидкостей — нефти, нефтепродуктов, сжиженных газов, воды. Глинистых растворов, химических реагентов и др. В бурении нефтяных и газовых скважин, поршневые насосы нашли исключительное применение. Они используются для создания циркуляции глинистого раствора или воды в скважине.

В добыче нефти поршневые насосы используются главным образом для извлечения нефти из скважины, перекачки воды и высоковязкой нефти по трубопроводам, гидравлического разрыва пластов, нагнетания воды в пласт.

Поскольку в нефтяной промышленности нет ни одного участка, где не использовались бы насосы, дальнейшее улучшение их технико-экономических показателей остается основной проблемой нефтяной промышленности. Сохранение при работе высокого коэффициента полезного действия или полное использование установленной мощности рассматриваемых гидравлических машин является одной из важнейших задач обслуживающего персонала. Она может быть выполнена только при хорошем знании теории и правил эксплуатации насосов.

В нефтяной промышленности применяются поршневые прямодействующие насосы, которые работают от силовых паровых цилиндров.

Гидравлический и паровой поршни расположены на одном общем штоке. Прямодействующие насосы значительно проще по конструкции, меньше по габаритным размерам и весу, чем поршневые насосы с кривошипным механизмом, при одинаковой подаче. Подача жидкости прямо действующих насосов более равномерна.

Поршневые прямодействующие насосы выпускаются двух типов — горизонтальные и вертикальные. Первые более просты. Вертикальные занимают меньше места.

Поршневые прямодействующие паровые насосы выполняются одно- и двухцилиндровыми.

Одноцилиндровые насосы состоят из одного парового и одного рабочего цилиндра, поршни которых соединены общим штоком. Парораспределение парового цилиндра осуществляется главным и вспомогательным золотниками.

Двухцилиндровые насосы состоят из двух паровых и двух рабочих (гидравлических) цилиндров. Поршни цилиндров попарно соединены общими штоками. Парораспределение каждого парового цилиндра осуществляется золотником, который получает движение от поршневого штока другой пары цилиндров.

Механизированная добыча нефти и газа

... механизированной добычи: газлифт; плунжерный лифт; добыча штанговыми насосами; откачка пневматическими и гидравлическими насосами; откачка роторными насосами; откачка гидравлическими глубинными насосами; откачка электрическими погружными насосами. Для достижения максимальной экономической эффективности при добыче нефти ... механизированный способ эксплуатации при морском способе добычи. ... заставить воду ...

Изобретение насоса относится к глубокой древности. Первый насос для тушения пожаров, который изобрёл древнегреческий механик Ктесибий, был описан в 1 в. до н.э. древнегреческим учёным Героном из Александрии в сочинении «Pneumatica», а затем М. Витрувием в труде «DeArchitectura». Простейшие деревянные насосы с проходным поршнем для подъёма воды из колодцев, вероятно, применялись ещё раньше. До начала 18 в. поршневые насосы по сравнению с водоподъёмными машинами использовались редко. В дальнейшем в связи с ростом потребностей в воде и необходимостью увеличения высоты её подачи, особенно после появления паровой машины, насосы постепенно стали вытеснять водоподъёмные машины. Требования к ним и условия их применения становились всё более разнообразными, поэтому наряду с поршневыми насосами стали создавать вращательные насосы, а также различные устройства для напорной подачи жидкостей.

Таким образом, исторически наметились три направления их дальнейшего развития:

• создание поршневых насосов,
• вращательных,
• гидравлических устройств без движущихся рабочих органов.

Подъём в развитии поршневых насосов наблюдался в конце 18 в., когда для их изготовления стали применять металл и использовать привод от паровой машины. С середины 19 в. начали широко внедряться в производство паровые прямодействующие поршневые насосы. К этому периоду относится создание крыльчатых насосов, прообразом которых является поршневой, с кольцевым цилиндром, описанный французским инженером А. Рамелли в 1588 («Lediverseetarticiosemachine»).

Развитие теории поршневых насосов тесно связано с работами отечественных учёных и инженеров (К. Бах, Г. Берг, А.П. Герман, В.Г. Шухов, П.К. Худяков, И.И. Куколевский, А.А. Бурдаков и др.).

Достижения в области поршневых насосов были широко использованы также при создании поршневых компрессоров, гидравлических прессов и др. устройств, но сами поршневые насосы начиная с 20-30-х гг. 20 в. стали заметно вытесняться из ряда областей центробежными, роторными и др.

Двухпоршневые паровые двухцилиндровые прямодействующие двойного действия, делятся на горизонтальные «ПДГ» и вертикальные «ПДВ», а по исполнению — на общепромышленные «О», судовые «С» и нефтяные.

Нефтяные насосы в зависимости от назначения изготовляют четырех исполнений: Н, НГ, Г и X.

Насосы общепромышленного назначения предназначены для перекачивания пресной и морской воды, темных нефтепродуктов температурой не выше 105°С, кинематической вязкостью до 800 сСт.

Судовые насосы применяются для перекачивания пресной и морской воды температурой не выше 120°С, а насосы с подачей более 100 м/ч температурой не выше 30°С. Нефтяные насосы предназначены:

• Н — для перекачивания нефтепродуктов кинематической вязкостью до 800 сСт, температурой до 220°С;
• НГ — то же. температурой до 400°С;

Г — для перекачивания сжиженных газов плотностью до 700 кг/м ³ , температурой до 120°С;

• Х — для перекачивания бензольных продуктов, сероуглерода, каменноугольной смолы и других жидкостей, не агрессивных по отношению к чугуну и бронзе, температурой до 120°С.

Поршневые насосы различаются по следующим показателям:

Установки погружных центробежных насосов (УЭЦН)

... скважинный агрегат, в котором центробежный насос приводился в действие погружным электродвигателем. Советские инженеры, начиная с 20-х годов, предлагали разработку поршневых насосов с поршневым пневматическим двигателем. Одним из первых ...

1. по кратности действия (отношение объема жидкости, подаваемого насосом за два хода поршня, к объему, описанному поршнем за один ход):

• простого,
• многократного (двойного, тройного, четверного, дифференциального) действия;

2. По быстроходности — частота вращения вала, или число двойных ходов поршня в секунду:

• тихоходные(<14);
• нормальные(14-25);
• быстроходные(25-60);
• особо быстроходные(60-130);

3. По давлению нагнетания, МПа:

• низкого (<0,5);
• среднего (0,5—5,0);
• высокого (>5,0);

4. По подаче, м ³ /ч:

• малой (до 20);
• средней (20—60);
• большой (>60).

5. По роду перекачиваемой жидкости:

• водяные (для пресной и морской воды);
• масляные;
• топливные;
• кислотные

6. По конструктивному исполнению:

• поршневые;
• скальчатые;
• одинарные;
• сдвоенные;
• строенные;
• горизонтальные;
• вертикальные;
• наклонные.

7. По типу привода:

• электрические;
• паровые;

8. По способу соединения с двигателем:

• приводные (редукторные, безредукторные),
• прямодействующие.

К достоинствам поршневых насосов относятся:

• способность самовсасывания («сухого» всасывания);
• возможность достижения высоких давлений;
• способность перекачивания разнообразных жидкостей при различных температурах, в том числе многокомпонентных сред большой вязкости;
• высокий к.п.д.;
• простота конструкции и надежная работа прямодействующих насосов, которые при наличии на судне парового котла не требуют специальных двигателей.

К недостаткам поршневых насосов относятся:

• неравномерность подачи и колебание давления;
• большие габариты и масса;

• большой расход пара (20-60 кг/ч на 736 Вт) у прямодействующих насосов;
• крайне важность применения воздушных колпаков и контроля работы;
• резкое снижение подачи при работе на жидкостях, отличающихся высоким давлением насыщенных паров.

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.

1. Общая часть

1.1 Назначение насоса в технологической схеме установки

Битум-смесь высокомолекулярных углеводородов и смолисто-асфальтовых веществ.

Сырье поступает из промежуточного парка завода или непосредственно с установки АВТ.

Температура сырья не должна превышать 130-150 ^о С, битум с температурой не выше 230^о С направляется в емкости готовой продукции.

Рисунок 2 — Схема подключения насосов для перекачивания нефтепродуктов

Такая температура жидких потоков необходима не только для проведения процесса, но и для свободного перемещения их по технологическим трубопроводам. Перемещение сырьевых и продуктовых потоков осуществляется насосами типа ПДГ, НГ, НК. Насосы типа НК и НГ потребляют примерно в пять раз меньше энергии на перекачивание единичного объема жидкости по сравнению с обычно используемыми паровыми поршневыми насосами типа ПДГ.

Паровые турбины и судовые дизеля

... (1,6 т). Полезная работа (ход) насоса осуществлялась цилиндром диаметром 2 фута (61 см) с площадью в 452 кв. дюйма (0,292 кв.м). Избыточное давление пара в котле поддерживалось равным ... 1712 г. в графстве Стаффордшир (Staffordshire), а в общем несколько сотен паровых насосов Ньюкомена и Савери использовались в Европе до появления двигателя Дж.Уатта. Дальнейшее развитие пароатмосферных двигателей ...

1.2 Принцип действия насоса

В нефтяной промышленности применяются поршневые прямодействующие насосы, которые работают от силовых паровых цилиндров.

Гидравлический и паровой поршни расположены на одном общем штоке.

Рисунок 3 — Схема одноцилиндрового парового прямодействующего насоса

Прямодействующие насосы значительно проще по конструкции, меньше по габаритным размерам и весу, чем поршневые насосы с кривошипным механизмом, при одинаковой подаче. Подача жидкости прямо действующих насосов более равномерна.

Поршневые прямодействующие насосы выпускаются двух типов — горизонтальные и вертикальные. Первые более просты. Вертикальные занимают меньше места. Поршневые прямодействующие паровые насосы выполняются одно- и двухцилиндровыми.

Одноцилиндровые насосы состоят из одного парового и одного рабочего цилиндра, поршни которых соединены общим штоком. Парораспределение парового цилиндра осуществляется главным и вспомогательным золотниками.

Рисунок 4 — Схема двухступенчатого парового прямодействующего насоса двойного действия

Рисунок 5 — Одноцилиндровый паровой прямодействующий насос

Двухцилиндровые насосы состоят из двух паровых и двух рабочих (гидравлических) цилиндров. Поршни цилиндров попарно соединены общими штоками. Парораспределение каждого парового цилиндра осуществляется золотником, который получает движение от поршневого штока другой пары цилиндров.

Паровые прямодействующие насосы могут различаться по развиваемому давлению (низкого и высокого давления), по роду перекачиваемой жидкости (водяные, нефтяные, масляные, бензиновые и др.), а также по назначению (перекачивающие, пожарные, питательные, топливные и др.).

На рисунке 7 изображен паровой прямодействующий двухцилиндровый насос. Он состоит из двух рядом расположенных гидравлических цилиндров и двух таким же образом расположенных паровых цилиндров. Каждый цилиндр двойного действия. Гидравлические и паровые цилиндры выполнены в одной общей отливке.

Гидравлическая часть насоса состоит из двух гидравлических цилиндров, пустотелых поршней — плунжеров и клапанной коробки, расположенной над гидравлическими цилиндрами. Всасывающие клапаны расположены ниже нагнетательных.

Паровая часть насоса состоит, из двух паровых цилиндров, золотниковой коробки, паровых поршней и штоков, общих для паровой и гидравлической частей насоса. Каждый паровой цилиндр снабжен коробчатым плоским золотником, который перемещается по золотниковому зеркалу и управляет при своем движении впуском пара в цилиндры и выпуском его из паровых цилиндров. Золотник приводится в движение от золотникового штока, приводимого в свою очередь в движение через систему рычагов от соседнего цилиндра.

В золотниковой коробке под золотником располагаются два отверстия (крайних) для впуска в цилиндр свежего пара и два отверстия для выпуска из цилиндра отработавшего пара. Пятое (среднее) отверстие соединяется с выхлопной трубой для удаления отработавшего пара.

Золотниковый шток свободно проходит через пружины золотника. Между ребрами золотника с некоторым зазором на золотниковом штоке закреплена гайка. Зазор между ребрами и гайкой предусмотрен для того, чтобы золотник останавливался при перемене хода. Движение золотника и связанного с ним поршня в обратную сторону начнется после некоторой паузы е того момента, когда золотниковая гайка при своем движении упрется о ребро золотника. Клапаны в гидравлической части насоса во время паузы плавно без «стука» опускаются на седла.

Выпуск отработавшего пара прекращается при открытом выпускном канале в результате того, что выпускной канал прикрывается поршнем, не дошедшим до своего крайнего положения. При дальнейшем движении поршня оставшийся между крышкой цилиндра и поршнем отработавший пар подвергается сжатию, вследствие чего давление его возрастает и поршень плавно останавливается в крайнем положении.

Когда один из паровых цилиндров вместе со своим гидравлическим цилиндром находятся в одном из крайних положений, другая пара цилиндров находится в среднем положении. Это позволяет осуществить пуск насоса при любом положении поршней открытием вентиля на паровпускной трубе.

Эксплуатация насосных установок охватывает следующие операции: подготовку к пуску и остановку насосов, уход за работающими машинами, определение неполадок и способы их устранения.

Для наблюдения за работой насосов на всасывающей стороне насоса устанавливается вакуумметр, а на нагнетательной — манометр. Насосы допускаются в эксплуатацию после тщательной их проверки.

При работе насоса движущийся золотник открывает канал с одной стороны парового цилиндра и одновременно паровыпускной канал с противоположной стороны этого же цилиндра, т.е. выпускает рабочий пар в одну из полостей, одновременно соединяя противоположную полость цилиндра с выхлопом. Например, при движении золотника вправо рабочий пар по входному каналу поступает в полость парового цилиндра, создает давление на паровой поршень и перемещает его вправо. В это время отработавший пар из второй полости отводится в полость отработавшего пара и дальше в трубопровод. Одновременно с движением парового поршня начинает двигаться и жестко связанный с ним гидравлический поршень, который, перемещаясь, создает в одной полости давление, а в другой полости — разрежение. Жидкость, переходя через нижний клапан из всасывающей полости, заполняет полость её. В это же время жидкость вытесняется поршнем через верхний клапан в нагнетательную полость и дальше в трубопровод. При обратном ходе поршня рабочий пар поступает в полость парового цилиндра, а отработавший пар отводится из полости, а в гидравлическом цилиндре создается давление, а во второй разрежение.

Кривошипный механизм и маховик у парового насоса отсутствуют. Паровой и водяной цилиндры расположены на одной оси, поршни их соединены общим штоком и движутся с постоянной скоростью почти на всей длине хода под действием давления пара, неизменным в течение всего хода; отсечки пара, расширения его и пр., как это имеет место у обычных паровых машин, здесь нет.

Гидравлическая часть насоса состоит из блока гидравлических цилиндров, отлитых вместе с клапанной коробкой. Поршни гидравлических цилиндров перемещаются во втулках, запрессованных в блок гидроцилиндров, и уплотняются кольцами. Направление поршней осуществляется грундбуксами, запрессованными в крышки гидравлических цилиндров. К блоку гидроцилиндров закреплены два башмака, служащие опорами насоса.

Рабочие камеры имеют всасывающие и нагнетательные тарельчатые клапаны. В насосах с подачей до 100 м3/ч клапаны расположены вертикально, а с подачей более 100 м3/ч — горизонтально. Крепление седел осуществляется нажимными винтами. Клапаны, направляемые втулками, приживаются к седлам пружинами. Для слива жидкости после остановки насоса в нижней части каждого цилиндра предусмотрена сливная пробка

Паровой цилиндр должен иметь лишь парораспределительное устройство для изменения направления движения пара в цилиндре, т.е. для изменения направления движения поршня.

Горизонтальные насосы марки ПДГ состоят из двух основных частей — паровой и гидравлической, соединенных средником. Насос крепят к фундаменту с помощью опор (лап), расположенных у насосов с подачей до 6 м3/ч на среднике, а у насосов с большей подачей — на блоке паровых цилиндров и гидравлической части.

Основой паровой части являются золотниковая камера и блок паровых цилиндров, в которых перемещаются паровые поршни, закрепленные на штоках. Поршни в цилиндрах, уплотненные кольцами, направляются грундбуксами, установленными в корпусах сальников. Штоки уплотнены термостойкой сальниковой набивкой. Для слива конденсата служат продувные вентили. Впуск рабочего пара в одну из плоскостей парового цилиндра и выпуск отработавшего пара в полость (парораспределение) осуществляется плоскими или круглыми золотниками. Золотники перемещаются штоками, которые при помощи рычажной системы и муфты связаны с поршнями соседних цилиндров.

Например, движение поршня правого цилиндра через рычажную систему и щток золотника передается золотнику, регулирующему впуск и выпуск пара в левом цилиндре.

Смазка насоса — паровыми масленками, установленными на паровой части. Гидравлическая часть насосов состоит из блока гидравлических цилиндров и камеры клапанов, отлитой заодно с корпусом (блоком) гидравлических цилиндров, в которые запрессованы втулки из антифрикационного материала. Во втулках перемещаются гидравлические поршни, неподвижно закрепленные на штоках. Поршни, уплотненные во втулках кольцами, направляются грундбуксами, установленными в корпусах сальников. Штоки уплотнены специальной сальниковой набивкой, стойкой к воде и нефтепродуктам.

Полости гидравлических цилиндров отделены от нагнетательной и всасывающей полостей тарельчатыми клапанами. Для слива жидкости после остановки насоса в нижней части каждого цилиндра предусмотрены сливные пробки.

Насос состоит из цилиндра 1, поршня 2,плотно пригнанного к стенкам цилиндра и движущегося возвратно-поступательно, и двух регулирующих клапанов — всасывающего 8 и нагнетательного 6. Снизу к корпусу присоединен всасывающий трубопровод с приемной сеткой, предохраняющей насос от попадания в него посторонних предметов.

В насосах двойного действия обе стороны поршня являются рабочими. Цилиндры таких насосов имеют четыре клапана. В рассматриваемых насосах всасывание и нагнетание жидкости происходит при каждом ходе поршня. Двухцилиндровые насосы двойного действия составляются из двух одноцилиндровых насосов двойного действия, включенных в общую всасывающую и нагнетательную линии.

Техническая характеристика

Подача, м 3 /час	25
Давление на выходе насоса, кгс/см 2	40
Мощность двигателя, кВт	0,25
Частота вращения, об/мин	1500
Исполнения	Д(К)14(24)А(В)

Условное обозначение насоса марки ПДГ:

П — прямодействующий,

Д — двухпоршневой,

Г — горизонтальный,

в числителе — производительность, в знаменателе — давление на выходе из насоса, буквы после дроби — модернизация, после тире — исполнение. Минимальная масса 110, максимальная — 4700 кг.

1.4 Технические требования к конструкции

Место установки насоса должно быть удобным для обслуживания при эксплуатации и ремонте, соответствовать строительным нормам и требованиям техники безопасности и промышленной санитарии.

Всасывающий и напорный трубопроводы должны иметь собственные опоры, исключающие передачу усилий на патрубки и опорные лапы насоса.

Для предупреждения поломки насоса на пусконаладочный период во всасывающий трубопровод надо установить сетчатый фильтр. Фильтр имеет форму усеченного конуса, свободное проходное сечение которого должно в 3-4 раза больше площади сечения всасывающего трубопровода. Всасывающий трубопровод должен быть по возможности коротким и прямым с уклоном (8-10 мм на 1 м длины) в сторону насоса.

При присоединении к насосу трубопровода большего диаметра, чем диаметр патрубками и трубопроводом устанавливается конический переход.

При необходимости прогрева (охлаждения) перед пуском и в случаях, предусмотренных требованиями технологического режима, устанавливаются обводные линии. На всех обводных трубопроводах должна быть установлена трубопроводная арматура. На всасывающем и нагнетательном трубопроводах должны быть установлены задвижки, а также штуцеры для контроля параметров работы насоса. На напорном трубопроводе должен быть установлен обратный клапан.

Контрольно-измерительные приборы должны иметь на шкалах отметку предельно-допустимых значений, выполненных красной чертой.

Корпуса электрических контрольно-измерительных приборов должны быть заземлены.

Вращающиеся наружные части насоса, передаточные механизмы (муфты, плоскоременные и клиноременные передачи) должны иметь ограждения по ГОСТ 12.2.062.

Конструкция соединений деталей насоса, находящихся под давлением, должна исключать возможность прорыва уплотнений или раскрытия стыка.

Материал деталей насоса при рабочей температуре должен исключать возможность накопления статического электричества. Защита от накопления статического электричества должна выполняться в соответствии с «Правилами защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности» и ГОСТ 12.4.124.

Тип, конструкция и материалы уплотнения подвижных элементов насоса выбираются разработчиком насоса в зависимости от зоны установки насоса и свойств перекачиваемой жидкости. Допускается применение уплотнений в сочетании с системой охлаждения, обеспечивающей температуру жидкости в зоне уплотнения, соответствующую термостойкости уплотнений.

При работе на нефтепродуктах вторичные уплотнения должны быть коррозионно и термостойкими при максимальной температуре перекачиваемой жидкости.

Применение затворной (промывочной) жидкости или газа не должно нарушать нормальной работы насоса.

При перекачивании вредных жидкостей классов опасности 2, 3 и 4 конструкция уплотнения должна предусматривать подвод затворной (промывочной) жидкости или газа, а на месте эксплуатации должен быть организован сбор, отвод и обезвреживание утечки перекачиваемой жидкости, а также затворной жидкости или газа.

Шумовая и вибрационная характеристики насоса должны соответствовать требованием нормативной документации на конкретные типы насосов и должны быть приведены в эксплуатационной документации.

Требования безопасности по перемещению, упаковке и хранению насосов в процессе изготовления, монтажа и эксплуатации должны соответствовать ГОСТ 12.3.009, ГОСТ 12.3.010, ГОСТ 12.3.020 и эксплуатационной документации на конкретные типы насосов.

В подвижных соединениях, сообщающихся с атмосферой, между подвижными и неподвижными деталями зазор, предусмотренный конструкторской документацией, не должен уменьшаться в процессе эксплуатации.

Трубопроводы

Трубопроводы (всасывающий и нагнетательный) должны иметь самостоятельные опоры, исключающие передачу всяких усилий на насос.

На всех горячих трубопроводах должны быть установлены компенсаторы.

Во избежание возникновения воздушных мешков во всасывающем трубопроводе, последний должен быть коротким и прямым с уклоном от насоса к емкости, питающей насос.

Высота всасывания насоса H _s (положительное значение -вакуум, отрицательное значение — подпор) должна находиться в соответствии с гарантированными данными технических характеристик завода- изготовителя.

На всасывающем трубопроводе следует установить фильтр. Живое сечение фильтра должно быть в 3-4 раза больше сечения всасывающего трубопровода.

Для изменения перепада давления через фильтр необходимо установить два манометра.

Увеличение разности давления в показаниях манометров до и после фильтра указывает, что фильтр забит и требует чистки. На напорном трубопроводе устанавливается обратный клапан и задвижка. Обратный клапан устанавливается между задвижкой и насосом.

4. Дополнительные трубопроводы

Каждый насос имеет свою схему подключения вспомогательных трубопроводов для охлаждения и смазки, которой следует руководствоваться при монтаже насоса.

1. Трубопровод для охлаждения корпуса сальника имеет давление воды

р = 1,5…2,0 кг/см ² = 0,15…0,2 МПа

2. Трубопровод для охлаждения корпусов подшипников имеет давление воды

р = 1,5…2,0 кг/см ² = 0,15…0,2 МПа.

3. Гибкий металлический шланг для подвода для подвода воды к нажимным втулкам сальников — давление воды р до 0,5 кг/см ² = 0,05 МПа

4. Трубопровод для подачи масла к фонарю сальника насоса — давление уплотнительной жидкости, подаваемой в сальник:

Минимум Р _о + (0,05…0,15), МПа

Максимум Р _о + Ѕ Р + (0,05…0,15), МПа

5. На каждом трубопроводе, подводящем масло и воду, должны быть установлены вентили и манометры согласно схеме подключения.

6. Для воды на выходе необходимо установить визуальный контроль (в виде воронки) для наблюдения за температурой и количеством проходящей воды.

7. Циркуляция масла наблюдается по манометру, находящемуся на отводной линии и регулируется вентилем.

Байпас (обводная линия)

При закрытой задвижке на напорной линии, а также в случае работы насоса при малых производительностях (вследствие низкого к.п.д. насоса в этих режимах работы) перекачиваемая жидкость нагревается. Поэтому для предотвращения нагрева и испарения жидкости рекомендуется устанавливать байпас. При помощи байпаса можно перевести жидкость из насоса обратно в приемную емкость. Подключение байпаса может производиться вручную или автоматически. Во избежание вибрации и заеданий насоса байпас должен быть подключен в момент пуска насоса (при закрытой задвижке), а также при работе насоса при малой производительности.

Разгрузочный трубопровод.

Разгрузочный трубопровод, находящийся перед сальником высокого давления, обязательно должен быть подключен к всасывающему патрубку насоса.

1.5 Выбор конструкционных материалов

При выборе конструкционных материалов должны выполняться следующие требования:

Агрессивное действие среды на контактирующие с ней материалы проявляется в коррозии, эрозии, радиационном разрушении и микробной деградации. Учитывая это, к конструкционным материалам, из которых изготавливается оборудование, предъявляются следующие требования:

• высокая стойкость к действию агрессивного начала при рабочих параметрах;
• высокая механическая прочность, обеспечивающая целостность оборудования при рабочих параметрах и на этапе испытаний;
• химическая стойкость;
• теплоустойчивость;
• сохранение свойств сварных соединений под воздействием рабочих нагрузок;
• низкая стоимость и недефицитность.

Материалы следует выбирать с учетом пригодности их рабочих характеристик и способности надежно выполнять свои функции в течение экономически обоснованного срока службы. Конкретный выбранный материал должен быть точно указан в спецификациях;

• Необходимо рассматривать и анализировать весь комплекс материалов как единое целое, а не каждый материал в отдельности. Более стойкие материалы надо применять для изготовления наиболее ответственных элементов аппаратов и конструкций;
• В средах с тщательно контролируемым составом можно использовать многие материалы часто без специальной защиты.

В атмосферных условиях, даже в загрязненной среде, можно не защищать такие материалы, как нержавеющие стали и алюминиевые сплавы. В более агрессивной влажной среде целесообразнее применять относительно дешевые материалы с организацией дополнительной защиты. Для критических агрессивных условий в большинстве случаев предпочтительнее коррозионно-стойкие материалы, чем более дешевые материалы с дорогостоящей защитой;

• При выборе материала важна оценка его коррозионной стойкости в данной среде. Справочные данные желательно брать по максимальному времени экспозиции при испытаниях. При этом необходимо учитывать влияние:
• а) возможных технологических загрязнений;
• б) возможных продуктов коррозии как на конструкционный материал, так и на технологическую среду.

Следует учитывать также возможную склонность к специфическим видам коррозии, к обрастанию инкрустациями и биоотложениями;

• Когда ожидаются коррозионное или эрозионно-кавитационное поражение (износ) стенки аппарата или трубопровода, следует предусматривать увеличение толщины стенки сверх размера, определяемого другими функциональными требованиями проекта. В общем случае (и в соответствии с условиями механической прочности) толщина стенки берется равной удвоенной толщине, обеспечивающей необходимый срок эксплуатации;

— Следует применять неметаллические материалы, отвечающие следующим требованиям: низкому влагопоглощению, стойкости к грибкам и микроорганизмам, стойкости в заданном интервале температур, совместимости с другими материалами, стойкости к огню и электрическим разрядам, неподверженности газовыделению и способности противостоять выветриванию.

При выборе материального исполнения следует учитывать механические, физико-химические и технологические свойства, стоимость и дефицитность определенных материалов. Использование без нужды дорогих материалов влечет за собой убытки и экономическую нецелесообразность.

Свойства материалов должны удовлетворять рабочим условиям агрегата.

Сложные фасонные детали насоса (корпус, крышки и др.) возможно изготовить только литьем, поэтому материал должен обладать хорошими литейными свойствами, быть прочным и износостойким.

Материалы для изготовления деталей образом в зависимости от температуры и свойств перекачиваемой среды.

Таблица 1

Химический состав чугуна для поршневых колец

Компоненты	Массовая доля компонентов, %
Углерод общий	2,75-3,20
Кремний	1,30-1,80
Марганец	0,80-1,20
Сера	0,08
Фосфор	0,50-0,65

Таблица 2

Механические свойства материала поршневых колец

Диаметр колец, мм	Материал	Предел прочности при растяжении, Н/мм, не менее	Твердость, НВ
От 20 до 500	Серый и легированный чугун	196,0	192-300
Св. 500 до 1250		176,0	180-300
До 500	Высокопрочный чугун с шаровидным графитом	490,0	192-300

Таблица 3

Характеристика химического состава стали

Марка стали / Состав(%)	40Х	25Л	35
C	0,36-0,44	0,22-0,3	0,32-0,4
Si	0,17-0,37	0,2-0,52	0,17-0,37
Mn	0,5-0,8	0,35-0,9	0,5-0,8
Ni	до 0,3	до 0,3	до 0,25
S	до 0,035	до 0,045	до 0,04
P	до 0,035	до 0,04	до 0,035
Cr	0,8- 1,1	до 0,3	до 0,25
Cu	до 0,3	до 0,3	до 0,25
As	—	—	до 0,08
Fe	~97	~97	~97

Таблица 4

Механические свойства стали

Марка стали ГОСТ 1050	ГОСТ	Термо-обработка	Предел прочности при растяжении в	Предел текучести Т	Предел выносливости при
					Растяжении, -1р	Изгибе, -1	Кручении
			Кгс/мм2
40Х	4543	Н	63	33	25	31	18
		У	80	65	32	40	23
		М39	110	90	44	55	32
		М48	130	110	52	65	38
25Л	977	Н	45	24	12,5	18	11
35	—	Н	54	32	19	24	14,5
		У	65	38	23	29	17,5
		В35	100	65	36	45	27

2. Специальная часть

2.1 Техническое обслуживание и ремонт насоса

Эксплуатация насосных установок охватывает следующие операции: подготовку к пуску и остановку насосов, уход за работающими машинами, определение неполадок и способы их устранения.

Для наблюдения за работой насосов на всасывающей стороне насоса устанавливается вакуумметр, а на нагнетательной — манометр. Насосы допускаются в эксплуатацию после тщательной их проверки. Перед пуском насоса в работу каждый вновь устанавливаемый или пускаемый после длительной остановки насос подвергается внимательному внутреннему и наружному осмотру.

При, наружном осмотре проверяется состояние трубопроводов и их соединений, крепление всех фланцевых соединений гидравлической части насоса, затяжка фундаментных болтов.

Для внутреннего осмотра снимаются соответствующие крышки, и проверяется исправность сальников, плунжеров и штоков. Проверяется затяжка пальцев крейцкопфов, шатунных болтов, шпилек коренных подшипников и болтов.

Проверяется состояние клапанов. Необходимо также удостовериться в отсутствии в цилиндрах посторонних предметов.

Для обеспечения бесперебойной работы насос должен находиться под постоянным наблюдением при квалифицированном обслуживании.

В зависимости от условий эксплуатации, характера нагрузки, чистоты перекачиваемой жидкости и качества смазки устанавливаются сроки текущих и капитальных ремонтов насоса.

Эксплуатация поршневых насосов и уход за ними определяются конкретными инструкциями, составленными с учетом особенностей оборудования, его назначения и местных условий. Инструкции по эксплуатации поршневых насосов включают в себя правила обслуживания (пуск, наблюдение во времени и остановка) и ремонта.

Ремонт насосов проводится силами ремонтно-механических средств завода, цех №13, АО «РНПК».

Ремонты проводятся ремонтным персоналом, прошедших аттестацию по обслуживанию и ремонту оборудования и допущенных к сдаче экзаменов по данному виду работ.

Ремонты насосов на АО «РНПК» проводятся:

• по наработке часов согласно графику ППР;

-по фактическому техническому состоянию на основании результатов данных оперативной технической диагностики (анализ уровня и характера вибрации, состояние масла, параметров эксплуатации, и статистически обработанной информации по предыдущей эксплуатации).

Планирование ремонтов насосных агрегатов выполняется в соответствии с годовыми и месячными графиками ППР, предоставленными в ОТН технологическими цехами, после проведения технической диагностики и выдачи Заключения по текущему техническому состоянию агрегатов, подготовленной группой диагностики ОТН.

Группа диагностики ОТН проводит виброконтроль всем центробежным агрегатам.

По наработке машино-часов и по результатам оперативной диагностики составляется месячный график ППР, который передается в цеха №13, №15, и технологические цеха для выполнения.

Детали и узлы насосов должны быть тщательно очищены от грязи, остатков продукта и промыты персоналом РММ цехов, цеха №13.

Сведения о проведенных текущих, средних, капитальных, а также внеплановых ремонтах насосных агрегатах заносятся в технический паспорт.

Согласно ГОСТ 18322—2008, техническое обслуживание — это комплекс работ, направленных на содержание работоспособности или исправности оборудования при его использовании, хранении и транспортировании. ГOCT8322 предусматривает виды технического обслуживания оборудования при его использовании, хранении, транспортировании (периодическое, сезонное, регламентированное, с периодическим контролем, с непрерывным контролем), которые могут быть применены, в разных под отраслях химической и нефтеперерабатывающей промышленности.’

Наиболее распространены периодическое и регламентированное техническое обслуживание. В первом случае подразумевают обслуживание, проводимое через установленные в эксплуатационной документации значения, наработки или интервалы времени, во втором — обслуживание, предусмотренное в нормативно-технической документации и выполняемое с периодичностью и в объеме, установленными в ней независимо от технического состояния оборудования в момент начала технического обслуживания.

Регламентированное техническое обслуживание некоторыми отраслевыми стандартами (например, ОСТ 38 04164—84) подразделяется на ежесменное и проводимое в день ремонта. Ежесменное техническое обслуживание проводится в течение рабочей смены техническим и цеховым персоналом (операторами, машинистами, слесарями и др.).

Оно заключается в соблюдении всех условий, приведенных в технологической производственной инструкции, предусматривающих содержание оборудования в чистоте, контроль за его состоянием путем наружного осмотра, проверку систем смазки и охлаждения, контрольно-измерительных приборов и автоматики, защитных ограждений, разъемных соединений, приспособлений для аварийного останова, уплотнений, а также выполнение простейших регулировок и т.д.

Техническое обслуживание в ремонтный день выполняет ремонтный персонал, занятый ремонтом, производимым в дни и сроки, установленные приказом по предприятию, под руководством лица, ответственного за проведение работ. Объем технического обслуживания, проводимого при плановых текущих ремонтах, входит в состав этих ремонтов.

Если в процессе технического обслуживания в соответствии с инструкциями не удается устранить неисправность, и она создает (аварийную ситуацию, старший по обслуживанию ставит в известность службу эксплуатации производственного участка для остановки неисправного оборудования. Если оборудование дублируется, то до остановки неисправного оборудования подготавливают и запускают резервное с соблюдением всех правил аварийной остановки и запуска, предусмотренных правилами проведения технологических режимов.

Персонал, осуществляющий техническое обслуживание, несет ответственность за соблюдение всех условий безопасности и безаварийности при проведении работ, поэтому он должен пройти специальную подготовку и инструктаж по принятой на предприятии системе. Результаты наблюдений и сведения о содержании работ, выполненных при техническом обслуживании оборудования, персонал смены заносит в вахтенный журнал, в котором регистрируются факт передачи рабочей смены и состояние оборудования в момент сдачи. По записям в журнале и по результатам осмотра и проверки на месте ремонтная служба принимает необходимые меры (ремонт, замену) для восстановления нормального работоспособного состояния оборудования.

а) Текущий ремонт является наиболее часто проводимым видом ремонта. Он призван обеспечить или восстановить работоспособность оборудования путем замены или восстановления отдельных его частей. При каждом текущем ремонте должен выполняться комплекс ремонтных работ, обеспечивающий работоспособность оборудования до следующего запланированного ремонта (капитального, среднего или текущего).

Как правило, текущий ремонт отличается небольшим объемом работ. Наиболее характерными работами являются: разборка и последующая сборка отдельных узлов оборудования тщательный осмотр и оценка характеристики и интенсивности износа поверхностей; обнаружение нарушений размеров деталей и качества посадок сопряженных деталей; ремонт или замена деталей. При текущем ремонте представляется возможность установить правильность предварительно запланированных долговечности, работоспособности и очередных сроков ремонтов, а также уточнить объем предстоящего капитального ремонта.

Основными видами ремонтов в химической нефтеперерабатывающей отраслях промышленности для машинного оборудования являются текущий и средний. По объему производимых работ продолжительности повторяемости средний ремонт занимает промежуточное место, между текущим и капитальным ремонтами. Иногда средний ремонт заменяют очередным текущим ремонтом увеличенного объема и большей продолжительности. Таким путем удается удлинить срок службы оборудования между очередными капитальными ремонтами и тем самым сократить трудовые и материальные затраты на ремонт, а также повысить экономические показатели эксплуатации объекта. С этой же целью для некоторых видов сложного по конструкции оборудования в нормативах предусматривается возможность замены очередного текущего ремонта капитальным ремонтом уменьшенного объема.

Техническое обслуживание и ремонт насоса

К работам по обслуживанию относятся:

• поддержание заданного режима работы оборудования;
• регулирование работы оборудования;
• наблюдение за исправностью контрольно-измерительных приборов, запорной арматуры и приборов автоматики;
• проведение текущих уходов (ежедневных и декадных);
• заправка сальникового уплотнения;
• участие в ремонтных работах всех видов;
• приемка и испытание отремонтированного оборудования;
• ведение соответствующей эксплуатационной документации.

Численность обслуживающего персонала устанавливается из расчета двух-трехсменной работы оборудования.

К обслуживанию центробежных насосов допускаются лица, имеющие допуск работы с центробежными насосами, знающие инструкции, ознакомленные с технической документацией на насосы и сдавшие экзамен по технике безопасности при работе с насосами.

Для обеспечения безопасных условий работы поршневых насосов их обслуживание следует вести в строгом соответствии с инструкцией, составленной заводом-изготовителем насосов.

Насосы, перекачивающие жидкости при температурах выше 100 ^о С необходимо перед пуском прогреть. Прогрев производится циркуляцией перекачиваемой жидкости через корпус насоса с равномерным повышением температуры не более 200^о С/ч. Перед пуском необходимо проверить, включена ли система приточно-вытяжной вентиляции. Пуск насоса в работу при неисправной или не включенной вентиляции не разрешается.

Согласно ГОСТ 18322 ремонт — это комплекс операций по восстановлению исправного состояния, работоспособности и ресурса оборудования. ГОСТ18322определяет следующие виды ремонта техники: капитальный, средний и текущий.

Капитальный ремонт выполняется для восстановления исправности и полного восстановления (или близкого к полному) восстановления ресурса оборудования с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые. Этот вид ремонта наибольший по объему плановый ремонт, при котором оборудование подвергают разборке в объеме, необходимом для детального выявления его состояния. Этот ремонт отличается наибольшей продолжительностью проведения и наименьшей частотой повторяемости по сравнению с остальными видами ремонтов. В результате капитального ремонта технические характеристики должны удовлетворять всем требованиям его паспорта и инструкций. Если восстановление оборудования в соответствии с утвержденными требованиями путем капитального ремонта невозможно, либо требует неоправданно высоких затрат или оборудование морально устарело (т.е. не соответствует уровню мировых стандартов), то в процессе капитального ремонта его заменяют новым, имеющим более высокие технико-экономические показатели. Капитальный ремонт может быть проведен также для модернизации оборудования путем замены отдельных узлов более совершенными, если это обоснованно соответствующим проектом в порядке, установленным ГОСТ 2.503-04.

Средний ремонт выполняют для восстановления исправности и частичного восстановления ресурса оборудования в пределах, установленных нормативно-технической документацией, с заменой или восстановлением составных частей ограниченной номенклатуры.

Текущий ремонт — это ремонт, выполняемый для обеспечения или восстановления работоспособности оборудования и состоящий в замене или восстановлении отдельных узлов и деталей оборудования.

Возможные неисправности и их устранение. Содержание работ по видам ремонта:

Эксплуатация поршневых насосов

Перед пуском необходимо залить рабочие камеры насоса перекачиваемой жидкостью, проверить состояние системы смазки, открыть задвижки на всасывающем и нагнетательном трубопроводах. Если имеется байпас, то задвижку на напорном трубопроводе закрывают, а на байпасе открывают. После пуска насоса постепенно закрывают задвижку на байпасе и открывают на напорном трубопроводе. В случае паровых прямодействующих насосов, кроме того, должны быть открыты краны на паровыпускной трубе и продуты паровые цилиндры.

Нарушение нормальной работы поршневых насосов проявляется в падении производительности и развиваемого напора. Причиной этого может быть износ гильзы цилиндра, поршня или поршневых колец. Поломка поршневых колец может разрушить цилиндр, клапанную коробку и разгерметизировать его заклинивание поломанных колец между гильзой и поршнем может привести к обрыву штока или поломке привода. Поломки клапанов или седел приводит к резкому падению параметров работы насоса и создает р6альную опасность. Поэтому обслуживающий персонал должен регулярно «прослушивать» работу клапанов и по характерному стуку определять их состояние: стук должен быть мягким и плавным; усиление стука говорит о разрегулированности подъема клапанов и о необходимости их ревизии.

В результате ослабления крепежных болтов возможны пропуски в местах сопряжения с корпусом цилиндровых и клапанных крышек. Устранить эти дефекты можно только после остановки насоса и снятия давления в цилиндре и в клапанной коробке.

Штоки гидравлических цилиндров имеют сальниковые уплотнения, набивку сальников периодически подтягивают без лишних усилий, чтобы избежать повышения трения сальника о шток.

После остановки насоса закрывают задвижки на выпускном и всасывающем трубопроводах. Закрывают паровыпускной вентиль паровых насосов и продувают паровой цилиндр.

Во время работы насоса необходимо следить за показаниями манометров, вакуумметров и других измерительных приборов.

Периодически необходимо проверять плотность сальников и гидравлической части насоса.

Обслуживающий персонал обязан хорошо знать и выполнять правила и инструкции по эксплуатации, подготовки насосов к ремонту, а также пуска их после ремонта.

Отремонтированный насос обкатывают, постепенно наращивая нагрузку, для проверки герметичности, исправности работы систем охлаждения, смазки и т.д.

Прямодействующие паровые поршневые насосы являются более надёжными насосами. Паровой поршневой прямодействующий насос приводится в работу при помощи пара, поступающего в приводные камеры поршневого типа. Насос выпускается двухцилиндровым. Поршни работают в обратных фазах, что позволяет получить в сети более равномерную подачу. Насосы имеют регулируемую подачу, которая варьируется в спектре от 25 до 100% от номинальной величины средством дросселирования напора пара на входе и, подходящим, конфигурацией числа двойных ходов

Эксплуатация насосных установок охватывает следующие операции:

• подготовку к пуску и остановку насосов, уход за работающими машинами;
• определение неполадок и способы их устранения.

Для наблюдения за работой насосов на всасывающей стороне насоса устанавливается вакуумметр, а на нагнетательной — манометр. Насосы допускаются в эксплуатацию после тщательной их проверки. Перед пуском насоса в работу каждый вновь устанавливаемый или пускаемый после длительной остановки насос подвергается внимательному внутреннему и наружному осмотру.

При, наружном осмотре проверяется состояние трубопроводов и их соединений, крепление всех фланцевых соединений гидравлической части насоса, затяжка фундаментных болтов.

Для внутреннего осмотра снимаются соответствующие крышки, и проверяется исправность сальников, плунжеров и штоков. Проверяется затяжка пальцев крейцкопфов, шатунных болтов, шпилек коренных подшипников и болтов.

Проверяется состояние клапанов. Необходимо также удостовериться в отсутствии в цилиндрах посторонних предметов.

Для обеспечения бесперебойной работы насос должен находиться под постоянным наблюдением при квалифицированном обслуживании.

В зависимости от условий эксплуатации, характера нагрузки, чистоты перекачиваемой жидкости и качества смазки устанавливаются сроки текущих и капитальных ремонтов насоса.

Эксплуатация поршневых насосов и уход за ними определяются конкретными инструкциями, составленными с учетом особенностей оборудований его назначения и местных условий. Инструкции по эксплуатации поршневых насосов включают в себя правила обслуживания (пуск, наблюдение во времени и остановка) и ремонта.

Механик и обслуживающий персонал установки осуществляет контроль за состоянием оборудования посредством определения:

• вибрационного состояния отдельных узлов и агрегата в целом (для агрегатов, оснащенных системой виброконтроля);
• температуры нагрева подшипниковых и других углов, состояния смазочных материалов;
• характерных шумов, определяющих наличие неисправностей;

• производительности, создаваемого напора и других параметров, характеризующих надежность и экономическую работу оборудования.

Результаты технического обслуживания и периодических обследований, возникающие дефекты и неисправности, фиксируются обслуживающим персоналом установки и специалистами технической диагностики в сменном журнале установки (объекта) в журнале выявленных дефектов. В журнале выявленных дефектов фиксируется решение, принятое на устранение дефектов и неисправностей, отметки об устранении дефектов и неисправностей. Периодичность виброизмерений при эксплуатации агрегатов по системе ТО по фактическому состоянию устанавливается в соответствии с графиком виброобследования.

Пуск насоса:

Подготовка к пуску:

По вахтовому журналу смотрим причину последней остановки насоса